Способ построения двумерного радиолокационного изображения воздушной цели

Способ построения двумерного радиолокационного изображения воздушной цели

Реферат

 

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в когерентно-импульсных РЛС сопровождения с многочастотным зондированием для получения двухмерного радиолокационного изображения и распознавания по нему воздушной цели. Под радиолокационным изображением подразумевают распределение отражательной способности цели по двум взаимно перпендикулярным координатам: продольной и поперечной дальности. Способ основан на использовании двух РЛС, причем одна из них должна иметь возможность перестройки частоты от импульса к импульсу. Предлагается использовать многочастотные последовательности из 2^N импульсов, в каждой из которых частота от импульса к импульсу изменяется по случайному закону. Это позволяет повысить помехоустойчивость способа. Для вычисления угловой скорости поворота цели при траекторных нестабильностях ее полета предлагается проводить корреляционный анализ отраженных сигналов в двух РЛС и сравнивать законы изменения коэффициентов корреляции обоих РЛС между собой. Вычисленная угловая скорость поворота цели используется для поперечного масштабирования двухмерного РЛИ, что обеспечивает возможность распознавания целей разных классов по их геометрическим размерам и что является достигаемым техническим результатом. 6 ил.

Изобретение относится к радиолокационным методам и может быть использовано в когерентно-импульсных радиолокационных станциях (РЛС) сопровождения для получения двухмерного радиолокационного изображения (РЛИ) и распознавания по нему воздушной цели.

Известен способ построения двухмерного РЛИ прямолинейно летящей цели при многочастотном узкополосном зондировании [1], заключающийся в том, что излучают импульсные сигналы, принимают отраженные импульсные сигналы, запоминают значения их амплитуд и фаз в течение интервала времени T_c=r /(2V Lsin ), где L - необходимое линейное разрешение в поперечном (относительно линии визирования цели) направлении, r - наклонная дальность до цели, V - скорость полета цели, - пространственный ракурс цели относительно РЛС, - длина волны.

При этом в процессе излучения зондирующих сигналов для каждой последовательности из 2^N импульсов (где N=8, 9) изменяют по линейному закону несущую частоту их заполнения от импульса к импульсу в диапазоне частот от f₀₁ до f₀₁+F_пер, где f₀₁ - несущая частота, F_пер - диапазон, в котором осуществляется перестройка частоты от импульса к импульсу с интервалом F_пер/(2^N-1), причем частота повторения импульсов F_И такова, что величина 2^N/F_И на порядок меньше времени корреляции траекторных нестабильностей (ТН) полета целей, составляющего до 25 мс, а запоминание последовательностей из 2^N отраженных сигналов производят в 2^N этапов, рассчитывая время запоминания Т_c для одного этапа, равное времени инверсного радиолокационного синтезирования апертуры (ИРСА) для L=1 м, а интервалы между этапами запоминания - по формуле T_c=T_c/(2^N-1). Затем составляют матрицу многочастотно-синтезированного рассеяния (ММСР) с 2^N строками и 2^N столбцами, элементами которой являются амплитуды и фазы отраженных сигналов. Данные составленной ММСР подвергают двухмерному быстрому преобразованию Фурье (БПФ) и формируют двухмерную спектрально-временную матрицу рассеяния (СВМР), которую преобразуют в графическое матричное изображение цели. Для этого определяют уровень первых боковых лепестков двухмерного спектрально-временного отклика наиболее интенсивного рассеивающего центра (РЦ) поверхности цели. Вычисленный уровень принимают за пороговую величину и сравнивают с ней значения элементов двухмерной спектрально-временной матрицы. В случае превышения порога заштриховывают соответствующий элемент в матричном поле размером 2^N2^N, а совокупность всех заштрихованных элементов принимают за двухмерное РЛИ цели.

Недостатком данного способа является то, что он лишь снижает влияние ТН полета целей качественным выбором количества используемых частот зондирования 2^N и частоты повторения импульсов F_И, но не исключает и не компенсирует их влияния. Снижение влияния ТН предусмотрено только в отношении столбцов ММСР, но не в отношении строк. Таким образом, из-за наличия ТН полета цели в турбулентной атмосфере двухмерное РЛИ, являющееся результатом БПФ строк и столбцов, будет искажено, и возможность распознавания цели становится проблематичным. К тому же способ работает только по целям, имеющим приемлемые дальности, обеспечивающие скорость изменения ракурса порядка единиц градусов в секунду. Значит, в отношении целей, летящих с курсовым параметром, близким к нулю, способ будет непригоден. Малопригоден он будет и в отношении целей, летящих на больших дальностях (сотни км), так как при этом за единицы секунд практически не происходит изменения ракурса локации, а за большее время запоминания отраженных сигналов нарушается условие когерентности приема.

Известен еще один способ построения двухмерного РЛИ воздушной цели по траекторным нестабильностям ее полета [2]. Он заключается в том, что используют две синхронизированные по времени и разнесенные на местности на расстояние d РЛС. Это расстояние d должно быть таким, чтобы на основной дальности сопровождения цели r разность углов локации цели для РЛС 1 и РЛС2 составляла единицы градусов. Идею реализации предлагаемого способа поясняет фиг.1. В основной РЛС1 для реализации способа зондирующие сигналы должны быть многочастотными, а в дополнительной РЛС2 многочастотность необязательна. Причем в РЛС1 для каждой последовательности из 2^N импульсов (N=8, 9) изменяют по линейному закону несущую частоту их заполнения от импульса к импульсу в диапазоне от ₀₁ до f₀₁+F_пер, где f₀₁ - начальная несущая частота многочастотного зондирующего сигнала (МЧЗС) РЛС1, a F_пер - диапазон, в котором осуществляется перестройка частоты от импульса к импульсу с интервалом F_пер/(2^N-1). Периоды повторения импульсов в РЛС1 и РЛС2 должны быть одинаковыми Т_и1=Т_и2, а частоты зондирования (начальная несущая частота РЛС1 f₀₁ и частота РЛС2 f₀₂) должны несколько отличаться для уменьшения возможности возникновения взаимных помех. В направлении цели две РЛС (РЛС1 и РЛС2) излучают импульсные сигналы, а затем принимают отраженные от цели сигналы, переводят их из аналоговой в цифровую форму и запоминают методом записи в массивы данных оперативных запоминающих устройств (ОЗУ) РЛС значения амплитуд, фаз и точного времени прихода каждого отраженного импульсного сигнала. Для обеспечения одинаковых условий анализа одночастотных отраженных сигналов частоту запоминания отраженных импульсов РЛС2 выбирают в 2^N раз меньшей, чем в РЛС1. Запись последовательности отраженных сигналов в массив данных М₁₁ ОЗУ РЛС1 производят на промежутке времени Т_з, на порядок превышающем величину 2^2NT_и1, где Т_и1 - период повторения импульсов РЛС1, так что на Т_з умещается намного больше, чем 2^N этапов записи по 2^N импульсов в каждом. В РЛС1 аналогичным образом в массив данных М₁₂ ОЗУ отдельно записывают амплитуду, фазу и время прихода сигналов на первой частоте зондирования f₀₁. В РЛС2 в течение времени Т_з в массив данных М₂₁ ОЗУ записывают одночастотные отраженные импульсные сигналы РЛС2. Период записи отраженных сигналов в массив данных М₁₁ равен 2^NT_и1=2^NТ_и2=T_c. С сигналами массива данных M₂₁ ОЗУ РЛС2 и массива данных М₁₂ ОЗУ РЛС1 проводят последовательно М раз процедуру БПФ с 2^N отсчетами. Для этого из массива данных М₁₂ берутся первые 2^N записанных сигналов в интервале T_c1=2^NT_и1, с ними проводят операцию БПФ и получают определенный доплеровский спектр (ДС) цели (фиг.2). Смещаются в пределах массива данных M₁₂ на один отсчет и проделывают БПФ со следующими 2^N сигналами в течение времени Т_c2=2^NT_и2. Далее для каждой очередной процедуры БПФ сдвигаются на один отсчет, исключая первый из используемых ранее 2 отсчетов и добавляя очередной по номеру отсчет, следующий за последним, используемым при предыдущем преобразовании, отсчетом. В результате БПФ для интервала Т_з будет получено М ДС цели, представляющих собой цифровые массивы данных, которые помещают для дальнейшего анализа в массив данных М₁₃ ОЗУ РЛС1. Вместе с каждым ДС в массив данных М₁₃ записывают значение момента времени t₁’, t₂’,... ,t_м’, соответствующего середине временного интервала Т_c [3, 4], на котором получены отраженные сигналы для формирования этого спектра. Поскольку РЛС1 и РЛС2 сопряжены по времени и согласованы по частоте повторения импульсов, то за промежуток Т_з в ОЗУ РЛС2 получают такое же количество МДС цели, соответствующих моментам времени t₁”, t₂”,... ,t_м” (t_i” - середина i-го интервала Т_c РЛС2) как и в массиве данных М₁₂ РЛС1. Однако, учитывая разнос РЛС1 и РЛС2 на расстояние d, можно констатировать, что ДС одного и того же момента времени t_m в РЛС1 и РЛС2 будут отличаться, так как отличаются ракурсы локации цели из точек расположения РЛС1 и РЛС2. Полученные в результате БПФ ДС цели РЛС1 сравнивают между собой по ширине, принимая за ширину спектра отрезок на оси частот между максимумами левого и правого крайних спектральных составляющих спектра, и находят ДС с максимальной шириной. ДС, полученные в РЛС2, также сравнивают между собой по ширине и тоже находят максимальный по ширине ДС. Анализ изменений, происходящих с ДС цели в РЛС 1 и РЛС2, позволяет вычислить угловую скорость изменения ракурса локации ’ при TH.

В результате сравнения выделяют для обоих РЛС временные интервалы Т_ми, пересекающиеся между собой. Затем в пределах этих интервалов находят два спектра максимальной ширины, принадлежащие один РЛС1, а другой РЛС2. Далее определяют временной интервал t между серединами интервалов синтезирования t’ и t”, соответствующих найденным максимальным по ширине ДС: t=| t’-t”| . Вычисляют угловую скорость поворота цели при ее случайных квазипериодичных рысканиях в турбулентной атмосфере по формуле ’= / t. Затем повторно анализируют ДС, полученные в многочастотной РЛС 1, для выбора работного временного интервала Т_р. Для этого время, соответствующее середине максимального по ширине ДС t’, принимают за середину интервала Т_p, а его длительность определяют по формуле T_pF_пер/(f_ср ’), где f_ср=f₀₁+F_пер/2 - средняя частота зондирования основной РЛС. Таким образом, из всего массива данных М₁₁ многочастотных отраженных сигналов для получения двухмерного РЛИ выбирают только те данные, которые по времени начинаются с момента t’-T_p/2, а заканчиваются в момент времени t’+Т_p/2). В пределах выбранного интервала Т_p составляют в ОЗУ РЛС 1 в виде массива данных ММСР с 2^N строками и 2^N столбцами.

В ММСР запоминают числа, хранящиеся ранее в массиве данных М₁₁ ОЗУ РЛС1 и выражающие собой значения амплитуд и фаз отраженных сигналов. Данные составленной ММСР подвергают двухмерному БПФ [5], в результате чего составляют и запоминают в ОЗУ в виде массива данных двухмерную СВМР такого же размера, как и ММСР. Элементами СВМР являются комплексные числа, модульные значения которых выражают амплитуды спектральных откликов. СВМР преобразуют в графическое матричное двухмерное изображение цели. Для этого определяют уровень первых боковых лепестков двухмерного спектрально-временного отклика наиболее интенсивного рассеивающего центра (РЦ) [3, 6]. Данный уровень принимают за пороговую величину. Далее сравнивают с ним значения остальных элементов двухмерной СВМР и в случае превышения порога заштриховывают соответствующий элемент в матричном поле размером 2^N2^N. Совокупность всех заштрихованных элементов принимают за двухмерное РЛИ цели [7].

Первоначально используемая квадратная форма поля двухмерного РЛИ в поперечном направлении рассчитана на минимальную угловую скорость поворота цели при ТН цели. Поскольку величины линейных удалений РЦ при одинаковых значениях доплеровских частот [3] обратно пропорциональны ’, то при увеличении угловой скорости рыскания цели в турбулентной атмосфере поле изображения в поперечном направлении должно пропорционально сжиматься. Тогда двухмерное РЛИ всегда будет отображать реальную конфигурацию цели с учетом пропорциональности размеров в продольном и поперечном направлениях. Другими словами, поперечные размеры цели в РЛИ будут индифферентны к изменениям угловых скоростей изменения ракурса локации при ТН полета. Поэтому пределы изменения линейных координат в изображении выбирают такими, чтобы они превосходили в 2 раза размеры самой крупной цели при минимальной угловой скорости ее вращения за счет траекторных нестабильностей, равной в условиях данной местности, например ’_мин=0,8 /с. Сравнивают рассчитанную угловую скорость ’ с минимальной ’_мин и частное от деления ’/ ’_мин используют в качестве коэффициента сжатия поля изображения в поперечном направлении.

РЛИ, полученное данным способом имеет более высокую достоверность по сравнению с РЛИ, полученным способом [1]. Однако и у способа [2] имеются существенные недостатки, снижающие его эффективность. Одним из недостатков является неработоспособность способа в условиях применения прицельных шумовых помех. Аппаратные средства современных постановщиков помех имеют возможность определять закон изменения частоты зондирующих сигналов и формировать прицельные шумовые помехи с таким же законом изменения частоты [8]. В таких условиях способ [2] утрачивает свою работоспособность, т.к. в приемный тракт РЛС будут попадать сигналы помех, маскирующие полезные сигналы в виду совпадения их частот. Также существенным недостатком способа являются большие вычислительные затраты на формирование набора смещенных во времени ДС. Способ предполагает формирование М ДС, полученных в результате БПФ, для проведения которого требуется определенное время. Это затрудняет построение двухмерного РЛИ в реальном масштабе времени. К тому же существуют временные интервалы, в течение которых РЦ поверхности цели поворачиваются сначала в одну, а затем в другую сторону. В пределах указанных интервалов времени средняя угловая скорость поворота цели ’_ср близка к нулю, а направление поворота цели изменяется. Доплеровские спектры, полученные на интервалах, в течение которых изменяется направление поворота цели, не будут достоверно отражать ее поперечные размеры. Внутренняя структура ДС, полученных на этих интервалах, ведет себя непредсказуемо. Поэтому проведение сравнительного анализа ширины различных ДС не всегда может оказаться выполнимым, что ведет к ошибкам алгоритма построения двухмерного РЛИ цели.

Задачей изобретения является разработка нового способа построения двухмерного радиолокационного изображения цели, обладающего большей точностью, более высоким быстродействием и сохраняющим свою работоспособность в условиях прицельных шумовых помех, чем будет обеспечиваться повышение достоверности распознавания цели.

Для решения указанной выше задачи аналогично способу [2] используют одновременное сопровождение выбранной для распознавания воздушной цели двумя РЛС, расстояние между которыми d. Это расстояние должно быть таким, чтобы на основной дальности сопровождения цели D разность углов локации цели (фиг.1) составляла единицы градусов, то есть соответствовала изменениям ракурса сопровождаемой цели при рысканиях в турбулентной атмосфере [9]. Частота зондирования РЛС1 f₀₁ должна быть несколько больше частоты зондирования f₀₂ РЛС2 для уменьшения возможности возникновения взаимных помех (f₀₁>f₀₂). Период повторения импульсов РЛС1 Т_и1 должен быть равен периоду повторения импульсов РЛС2 Т_и2 (Т_и1=Т_и2). РЛС1 должна аналогично способу [2] обладать многочастотным зондирующим сигналом (МЧЗС), но с обязательным изменением несущей частоты импульсов по случайному закону. Это обусловлено тем, что в условиях применения прицельных по частоте активных помех использование МЧЗС с линейным изменением частоты от импульса к импульсу не может гарантировать высокой помехоустойчивости. Это является следствием того, что аппаратные средства современных постановщиков помех имеют возможность определять закон изменения частоты зондирующих сигналов и формировать прицельные шумовые помехи с учетом выявленного закона изменения частоты [8].

Для устранения указанного недостатка предлагается использовать для зондирования последовательности импульсных сигналов, в которых изменение частоты от импульса к импульсу происходит по случайному закону. Излучение МЧЗС предлагается проводить за интервал времени, на порядок меньший интервала корреляции ТН полета цели, составляющего величину до 25 мс. Частота каждого импульса в пределах одной излучаемой последовательности из 2^N импульсов должна повторяться только один раз. В результате такого случайного изменения несущей частоты импульсов постановщики помех не смогут выявить закон изменения частоты МЧЗС и сформировать прицельные шумовые помехи.

Для организации излучения МЧЗС со случайным изменением частоты предлагается использовать следующий алгоритм. В ОЗУ РЛС1 организуется линейный массив данных A [1... 2^N] из 2^N элементов, предназначенный для хранения значений номеров частот сигналов исходной импульсной последовательности. Номером частоты в дальнейшем будет определяться конкретное значение частоты сигнала. Пусть номер частоты f₀₁ будет равен 1. Частота сигнала с номером 2 будет равна f₀₁+ f, где f=F_пер/(2^N-1) - величина перестройки частоты от импульса к импульсу; F_пер - весь диапазон частот, в пределах которого возможна перестройка частоты импульсов. Значение z-й частоты определяется по ее номеру z на основе выражения f₀₁+(z-1)(f. Способ предполагает заполнение элементов массива данных А значениями номеров частот МЧЗС в порядке возрастания частоты (фиг.3).

В дальнейшем под термином "записывать" или "переписывать" будем понимать процесс запоминания цифровой информации в запоминающем устройстве ЭВМ, т.е. в элементе цифрового массива данных.

В ОЗУ РЛС1 организуется массив данных B₁[1... 2^N], в первый элемент которого записывается, т.е. запоминается, номер частоты f₀₁, равный единице. Остальные значения номеров частот сигналов формируемой импульсной последовательности распределяются между элементами массива данных B₁ по случайному закону. Операция случайного распределения чисел или данных в установленном диапазоне является в настоящее время широко известной и описана во многих источниках по программированию на алгоритмических языках [10, 11]. Чтобы при очередном формировании массива B₁ результирующая последовательность чисел в этом массиве была разной, используется процедура генерирования случайной равномерно распределенной на интервале последовательности чисел [10], в которой случайное целое число из диапазона от 1 до 2^N выбирается в зависимости от состояния встроенного таймера ЭВМ [11, с.107, 137]. С помощью этой процедуры из массива А выбирают значение элемента массива с непредсказуемым номером, например с номером 4, которое записывается в последний свободный элемент массива данных B₁ и становится значением 2^N-го элемента массива B₁ (для приведенного примера B₁[2^N]=4). При этом значение выбранного элемента массива данных А обнуляют (для приведенного примера А[4]=0), т.е. значение 4-го элемента массива А становится равным нулю. Затем случайным образом выбирается другой элемент массива А, значение которого равно, например 2. Это значение заносится в последний свободный от информации элемент массива данных ₁ (в указанном примере это элемент с номером 2^N-1). Таким образом, выбранное значение становится значением элемента массива B₁ (для приведенного примера B₁[2^N-1]=2). Значение выбранного элемента массива данных А обнуляют (для приведенного примера А[2]=0), т.е. значение 2-го элемента массива А становится равным нулю. Это необходимо для того, чтобы в составе элементов формируемого массива B₁ не было двух одинаковых номеров частот. При выборе на очередном шаге элемента массива А с нулевым значением значение данного элемента для формирования массива данных B₁ не используется и вместо него выбирают первое отличное от нуля значение элемента массива А в порядке возрастания номера элемента массива данных. Например, при попадании в результате случайного распределения на 4-й элемент (А[4]=0) выбирают значение 5-го элемента массива данных А. При А[5]=0 выбирают значение 6-го элемента и т.д. В случае, если все последующие значения элементов массива А до 2^N-го равны нулю, выбирают первое отличное от нуля значение элемента массива А в порядке убывания номера элемента. Например, если А[4]=А[5]=А[6]=... =А[2^N]=0, выбирают значение А[3] и т.д. Вариант алгоритма заполнения массива данных B₁ элементами массива данных А представлен на фиг.4. Операция обнуления элементов массива данных А и переписи значений номеров частот в элементы массива B₁ производится до полного заполнения массива B₁. Когда все значения элементов массива данных А будут равны нулю, массив B₁ считается сформированным. При полном заполнении массива данных последовательность значений номеров частот 2^N импульсов считается сформированной. Вариант массива данных ₁, заполненного случайным образом, представлен на фиг.3.

В передающей системе РЛС1 формируются импульсные зондирующие сигналы. При этом частота i-го импульса определяется номером частоты, запомненным в i-м элементе массива B₁. В соответствии с номером частоты z с помощью синтезатора частоты на поверхностных акустических волнах [17, с.108-109] формируется сигнал с частотой (z-1) f, которая смешивается в смесителе с основной несущей частотой f₀₁. В итоге при выборе из массива B₁ номера частоты z в направлении цели РЛС1 будет излучать импульсный сигнал на частоте F_z=f₀₁+(z-1) f, где z - значение номера частоты (изменяется от 1 до 2^N); f₀₁ - основная несущая частота РЛС1, составляющая единицы ГГц, что в свою очередь определяет квазиоптическую область отражения радиоволн; f - величина изменения частоты от импульса к импульсу, составляющая единицы МГц.

В течение времени, необходимого на излучение первой последовательности из 2^N радиоимпульсов, операция записи информации в другой массив данных В₂ вышеприведенным способом повторяется. Это позволяет вторую последовательность из 2^N радиоимпульсов излучить с частотами, закон изменения которых будет отличаться от закона изменения частоты в первой последовательности из 2^N радиоимпульсов. Аналогично формируются 3-я, 4-я и последующие импульсные последовательности. Таким образом, операция заполнения элементов массивов B₁, В₂, В₃ и т.д. случайно распределенными целыми числами в диапазоне от 1 до 2^N обеспечивает излучение в направлении цели последовательностей из 2^N импульсов, отличающихся друг от друга по закону изменения частоты. Отметим также, что между каждым последним импульсом предыдущей последовательности из 2^N импульсов и первым импульсом очередной последовательности (частота которого обязательно должна быть равна f₀₁) период повторения Т_и1 сохраняется, т.е. импульсы в направлении цели с периодом повторения Т_и1 излучаются непрерывно.

Отраженные от цели сигналы изменяют свои параметры [12] и принимаются РЛС1. На фиг.1 показана трехточечная цель, совершающая прямолинейный полет с линейной скоростью V относительно РЛС1 и РЛС2. При этом она будет квазипериодично изменять свое положение в пространстве от положения 1 до положения 2, затем до положения 3, затем в противоположную сторону к положению 4 через положения 2 и 1 и т.д., ввиду наличия ТН полета, наиболее ярко проявляющихся в виде рысканий [9].

В двух используемых и синхронизированных по времени t РЛС (РЛС1 и РЛС2) должен быть реализован известный метод ИРСА, в основе которого лежит запоминание в течение некоторого интервала времени Т_з амплитуд А и фаз отраженных от цели сигналов [1, 2, 4, 7].

Значения амплитуд и фаз отраженных сигналов первой последовательности из 2^N радиоимпульсов переводят из аналоговой в цифровую форму и запоминают в массиве данных С ОЗУ РЛС1. Массив данных С состоит из 2^N столбцов и двух строк (фиг.3). В первой строке записываются значения амплитуд отраженных радиоимпульсов, во второй - значения фаз. В i-м столбце массива данных С запоминается амплитуда и фаза одного и того же отраженного импульса, т.е. каждый столбец является носителем информации о параметрах вполне определенного отраженного сигнала. Массив данных С должен содержать информацию об изменении значений амплитуд и фаз отраженных, сигналов в зависимости от линейного роста частоты сигнала от импульса к импульсу на f, а не от времени приема отраженных сигналов. Для этого при излучении очередного радиоимпульса значение номера частоты z, используемого для его формирования, определяет номер столбца массива данных С, в который будет записана информация об амплитуде и фазе отраженного от цели импульса после его приема и обработки. Таким образом, в зависимости от числа z, записанного в k-й элемент массива данных B₁, значения амплитуды и фазы k-го отраженного импульса записывают в z-й столбец массива С. В первый столбец массива С записывают значения амплитуды и фазы отраженного радиоимпульса на первой частоте f₀₁. Во второй столбец - на частоте f₀₁+1 f. В третий - на частоте f₀₁+2 f и т.д. до 2^N-го столбца, в который записывают значения амплитуды и фазы отраженного радиоимпульса на частоте f₀₁+(2^N-1)(f. В результате этого в массиве данных С значения амплитуд и фаз отраженных сигналов из 2^N импульсов будут расположены в порядке роста номера частоты. Это в свою очередь необходимо для того, чтобы в дальнейшем при обработке значений отраженных сигналов методом БПФ могла быть получена информация о взаимном расположении РЦ поверхности цели в радиальном направлении [1, 2].

Далее в ОЗУ РЛС1 формируют массив данных М₁₁, состоящий из 4-х строк и числа столбцов, на порядок превышающего величину 2^2N (фиг.5). В первой строке предусматривается запись значений амплитуд отраженных радиоимпульсов, во второй - значений фаз отраженных радиоимпульсов, в третьей - значений номеров частот, а в четвертой - значений времени приема сигналов. Содержание 1-й и 2-й строк массива М₁₁ по физической сущности соответствует содержанию строк массива данных С. Информацию, записанную в массив С (т.е. 2^N значений амплитуд и фаз отраженных радиоимпульсов), переписывают соответствующим образом в массив М₁₁. При этом значение элемента 1-й строки 1-го столбца массива данных С переписывают в элемент 1-й строки 1-го столбца массива М₁₁. Данные элемента 2-й строки 1-го столбца массива С переписывают в элемент 2-й строки 1-го столбца массива М₁₁. Аналогичным образом значения 2-го столбца массива С переписывают во 2-й столбец массива М₁₁, заполняя элементы его 1-й и 2-й строк. Соответствующим образом поступают с данными 3-го столбца массива С и т.д. до 2^N-го столбца, данные которого переписывают в 2^N-й столбец массива М₁₁. В 3-ю строку массива М₁₁ записывают номер частоты z отраженного импульса. В первый столбец М₁₁ записывают значение z, равное 1, во второй - значение z, равное 2, и т.д. до 2^N-го столбца, в который записывают значение 2^N.

При излучении второй последовательности используются значения номеров частот массива данных В₂, также сформированного случайным образом из значений элементов массива данных А. Еще раз напомним, что значения номеров частот, хранящихся в массиве В₂, будут отличаться от номеров частот, записанных в массив B₁, поскольку расстановка номеров частот производится случайным образом. Вторая последовательность из 2^N отраженных радиоимпульсов аналогично принимается РЛС1. Значения амплитуд и фаз радиоимпульсов переводятся в цифровую форму и запоминаются в элементах массива С. При этом первоначальная информация, записанная в массив С при приеме 1-й последовательности, будет утрачена. Таким образом, в массиве данных С после приема 2-й импульсной последовательности будут храниться данные, значения которых будут определяться повторным линейным изменением частот зондирования от f₀₁ до f₀₁+(2^N-1)(f.

Информация, повторно записанная в массив данных С, переписывается в массив М₁₁. При этом данные 1-го столбца массива С записываются в (2^N+1)-й столбец массива М₁₁, данные 2-го столбца массива С - в (2^N+2)-й столбец массива М₁₁, и т.д. до 2^N+1-гo столбца, в который записывают значения амплитуды и фазы отраженного радиоимпульса из 2^N-го столбца массива С. В 3-ю строку массива М₁₁ записывают номера частот отраженных импульсов. Это делается следующим образом. В 3-ю строку (2^N+1)-гo столбца записывают значение номера частоты z, равное 1, в 3-ю строку (2^N+2)-гo столбца - значение номера частоты z, равное 2 и т.д. до 3-й строки 2^N+1-гo столбца, в которую записывают 2^N.

Третья последовательность из 2^N импульсов формируется в соответствии со сформированным из массива А массивом данных В₃, а информация о принятых сигналах аналогичным образом запоминается в элементах массива данных С. Далее эта информация в цифровом виде из массива С переписывается в очередные 2^N пустых (не занятых информацией) столбцов массива М₁₁. При этом в очередные 2^N незаполненных элемента 3-й строки массива М₁₁ переписывается увеличивающаяся с каждым номером столбца на единицу последовательность чисел от 1 до 2^N, выражающая номера частот принятых импульсов.

Аналогичным образом поступают с 4-й, 5-й и т.д. 2^N-импyльcными последовательностями до тех пор, пока их совместная длительность не станет на порядок больше величины 2^2NТ_и1. Таким образом, первые три строки массива М₁₁ РЛС1 заполняются данными об отраженных от цели сигналах на интервале Т_з.

В 4-ю строку массива М₁₁ записывают значения времени приема радиоимпульсов, рассчитанные по формуле Т_х=Х Т_и1, где Т_х - значение времени, записываемое в элемент 4-й строки столбца с номером X; Х - номер столбца массива данных М₁₁; Т_и1 - период повторения импульсов РЛС1.

Из очевидных рассуждений ясно, что в массиве данных М₁₁ будет записано М-е (М=Т_з/[2^NТ_и1]) количество последовательностей по 2^N радиоимпульсов в каждой. То есть в течение времени Т_з М раз происходит формирование из массива А массива данных со случайным распределением номеров частот (B₁, В₂, В₃ и т.д. до В_м), излучение МЧЗС в направлении цели, прием и оцифровка параметров отраженных сигналов, формирование массива данных С, перепись данных из массива С в массив М₁₁.

В ОЗУ РЛС1 формируется массив данных M₁₂, состоящий из трех строк и М столбцов (фиг.5). В первую строку массива М₁₂ переписывают из массива данных М₁₁ значения амплитуд отраженных импульсов на 1-й частоте зондирования f₀₁, во вторую - значения фаз отраженных импульсов на 1-й частоте зондирования f₀₁, в третью - значения времени приема сигналов на 1-й частоте зондирования f₀₁. Т.е. в 1-й столбец массива данных M₁₂ переписывают данные из 1-го столбца массива М₁₁, во 2-й столбец массива данных M₁₂ переписывают данные из (2^N+1)-гo столбца массива М₁₁, в 3-й столбец - данные из (2^N2+1)-го столбца массива данных М₁₁, и т.д. до М-го столбца массива данных M₁₂, в который переписывают значения амплитуд, фаз и времени приема отраженных сигналов из [2^N(М-1)+1]-го столбца массива М₁₁.

РЛС2 синхронно с РЛС1 излучает в направлении цели одночастотные импульсные сигналы с периодом повторения Т_и2=Т_и1. В ОЗУ РЛС2 формируют массив данных M₂₁, совпадающий по размерности с массивом M₁₂. В РЛС2 в массив данных M₂₁ в течение времени Т_з записывают значения амплитуд, фаз и времени приема одночастотных отраженных импульсных сигналов РЛС2. Структура массива данных M₂₁ аналогична структуре массива данных M₁₂. Для обеспечения одинаковых условий анализа одночастотных отраженных сигналов в РЛС1 и РЛС2 частоту записи значений амплитуд и фаз отраженных импульсов в массив M₂₁ выбирают в 2^N раз меньшей, чем в массивы С и М₁₁ РЛС1, поскольку в РЛС1 используется 2^N частот. Очевидно, что в этом случае частоты записи информации в столбцы массивов данных M₁₂ и М₂₁ совпадут. Таким образом, период повторения данных в массивах M₁₂ и M₂₁ будет одинаков и равен 2^NT_и1=2^NT_и2. Значение времени приема отраженных импульсов РЛС2 при записи в 3-ю строку массива M₂₁ рассчитывают по формуле Т_х=2^NT_и2(X-1)+T_и2, где Т_x - значение времени, записываемое в элемент 3-й строки Х-го столбца; Х - номер столбца массива данных М₂₁; Т_и2 - период повторения импульсов РЛС2.

Для устранения сложностей, связанных с большими вычислительными затратами на формирование набора смещенных во времени ДС и проведение БПФ, а также сложностей с построением ДС цели на интервалах времени, в которых цель изменяет направление своего поворота относительно РЛС, предлагается вместо формирования ДС использовать корреляционный анализ отраженных сигналов. В частности, согласно способу предлагается получить зависимость коэффициента корреляции (КК) отраженных сигналов от времени в РЛС1 и аналогичную зависимость в РЛС2, а затем сравнить полученные зависимости между собой. Это позволит в дальнейшем вычислить угловую скорость поворота цели при ТН полета. В работе [6] приведены корреляционные функции (КФ) сигналов для разных типов распределений РЦ поверхности цели по координате, перпендикулярной к линии визирования. Анализ КФ показывает, что значение интервала корреляции для заданного поперечного размера цели, а в нашем случае значение КК зависит от скорости поворота цели ’. Информация об изменении угловой скорости поворота цели с течением времени для реализации способа очень важна. Поэтому с выборками данных, записанных в массивы данных M₁₂ и M₂₁, предлагается проводить корреляционный анализ [15].

Назовем выборку отраженных сиг