ПІДВИЩЕННЯ РОЗДІЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ КОГЕРЕНТНО-ІМПУЛЬСНИХ СИГНАЛІВ В УМОВАХ ДОППЛЕРІВСЬКИХ ЗМІЩЕНЬ ЧАСТОТИ
INCREASING THE RESOLUTION OF COHERENT-PULSE SIGNALS UNDER THE CONDITIONS OF DOPPLER FREQUENCY SHIFT
Сторінки: 28-34. Номер: №5, 2020 (289)
Автори:
І.І. ЧЕСАНОВСЬКИЙ
Національна академія Державної прикордонної служби, м. Хмельницький
А.В. ТКАЧУК
Хмельницький національний університет
I. CHESANOVSKYI
Academy of State Border Service of Ukraine, Khmelnytskyi
A.TKACHUK
Khmelnytskyi National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-289-5-28-34
Рецензія/Peer review : 25.10.2020 р.
Надрукована/Printed : 27.11.2020 р.
Анотація мовою оригіналу
В статті досліджуються схеми формування когерентно-імпульсних сигналів, побудованих із застосуванням комплементарних послідовностей. Показано, що додаткова модуляція носійної при формуванні кодованих імпульсів дає змогу отримувати системи сигналів зі специфічними кореляційними властивостями в часовому і частотному розрізі. Розкрито суть основних підходів синтезу даного типу сигналів та їх оптимізації для забезпечення найнижчого рівня бічних сплесків автокореляційної функції та рівномірності поверхні функції невизначеності в якнайширшому діапазоні допплерівських зміщень частоти. В роботі показано та досліджено один із напрямків удосконалення даного типу складних сигналів шляхом застосування внутрішньо-імпульсної частотної модуляції за лінійним і нелінійним законами. На основі проведеного моделювання продемонстровано, яким чином внесення частотної модуляції впливає на вигляд поверхні функції невизначеності. Показано, що одночасне використання деяких комплементарних кодів (наприклад на основі PONS конструкції) і реверсу частоти в сусідніх імпульсах дозволяє отримати послідовність, функція невизначеності якої розподілена майже рівномірно для ненульових допплерівських зміщень. В той же час, побудовані таким чином послідовності зберігають також всі переваги комплементарного кодування. Таким чином можливо подолати основний недолік комплементарно-кодованих послідовностей, а саме їх низьку допплерівську толерантність. Досліджено результати вагової обробки при формуванні когерентно-імпульсних сигналів щодо зниження рівня сплесків функції невизначеності за наявності допплерівських зміщень частоти.
Ключові слова: комплементарні коди, когерентно-імпульсні сигнали, частотна модуляція, функція невизначеності, кореляційна функція, бічні пелюстки, допплерівське зміщення частоти, радіолокація.
Розширена анотація англійською мовою
Radar signals, consisting of coherent pulse sequences, provide the system developer with ample opportunities to improve the resolution in both range and speed. One way to improve range resolution is to use complementary codes. Complementary codes give a zone with zero side lobes around the main autocorrelation peak. As the simulation shows, this zero side lobes zone is also preserved in the case of additional frequency modulation of the carrier frequency of the pulses. But this valuable property is quickly lost if the received signal has a Doppler frequency shift. This is the main disadvantage of such signals encoded by complementary codes. The article shows that this problem can be solved by the simultaneous application of a certain complementary code and the corresponding frequency modulation of the carrier in the pulses. The range-Doppler response of pulse trains with different interpulse complementary coding is investigated, including linear, nonlinear, and up-down frequency modulation of the carrier in the pulses. The influence of such types of modulation on the form of the ambiguity function is shown. The use of the code based on PONS construction with up-down nonlinear frequency modulation of the carrier in adjacent pulses resulted in lower ACF side lobes in the rest of the nonzero autocorrelation area near the main lobe peak and lower peaks of ambiguity function for nonzero Doppler. The influence of interpulse weighting on the form of the sequence ambiguity function is also shown. A significant practical advantage of the new complementary phase-coded signal is improved Doppler tolerance, which allows simplifying receiver complexity.
Keywords: nonlinear frequency modulation, range resolution, Doppler resolution, ambiguity function, complementary code.
References
- Kuk Ch. Radiolokacionnye signaly / Ch. Kuk, M. Bernfeld. – Moskva : Sovetskoe radio, 1971. – 568 s.
- Levanon N., Eli Mozeson Radar Signals. New Jersey:John Wiley & Sons,2004. 411 p.
- Levanon N., Mozeson E. Removing autocorrelation sidelobes by overlaying orthogonal coding on any train of identical pulses. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2003. Vol. 39. № 2. P. 583–603.
- Chesanovskyi I.I. Syntez koherentnykh poslidovnostei impulsiv z liniino-chastotnoiu moduliatsiieiu i neliniinymy krokamy nosiinoi / I.I. Chesanovskyi, A.V. Tkachuk // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2018. – № 6(267). – S. 134–142.
- Chesanovskyi I.I. Pidvyshchennia efektyvnosti koherentno-impulsnykh syhnaliv na osnovi zastosuvannia komplementarnykh kodiv / I.I. Chesanovskyi, A.V. Tkachuk // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2019. – № 5(277). – S. 152–158.
