Chương 3 đã tổng hợp hệ thống 3 kênh bù khử để chế áp các nguồn nhiễu tạp tích cực không dừng dựa trên đề xuất nội suy tuyến tính các trọng số Cụ thể là:
1 Đã trình bày ảnh hưởng của nhiễu tạp tích cực không dừng đến hoạt động trong các hệ thống ra đa với chế độ quan sát nhìn vòng;
2 Tổng hợp hệ thống tự động bù khử ba kênh nhiễu tạp tích cực không dừng dựa trên phương pháp đảo ngược trực tiếp ma trận tương quan nhiễu
Gaussian với ma trận tương quan suy biến và các biện pháp hóa giải suy biến Chỉ ra hiệu quả của các phương pháp hiện có để bù nhiễu tích cực bị giảm đáng kể trong trường hợp môi trường nhiễu không cố định gây ra bởi sự khác biệt giữa các tham số của hệ số trọng số của bộ bù tự động và vị trí không gian của dạng bức xạ của anten và nguồn gây nhiễu trong quá trình quay của anten hệ thống radar;
3 Đã đề xuất thuật toán tăng hiệu quả bộ tự động bù khử dựa trên phép nội suy tuyến tính các hệ số hiệu chỉnh cho phép tăng hệ số chế áp nhiễu tích cực từ trung bình từ 5 đến 15 dB Quan hệ phụ thuộc giữa hệ số chế áp và tỷ số khoảng thời gian giữa các vùng cho phép tổng hợp tối ưu hệ thống bù khử nhiễu;
4 Chứng minh bằng mô phỏng và thực nghiệm tính khả thi của việc sử dụng phép nội suy các hệ số trọng số của bộ bù nhiễu tích cực tự động với tham chiếu trực tiếp của ma trận tương quan để tăng khả năng chống nhiễu của hệ thống radar xung trong môi trường gây nhiễu không cố định
5 Một phương pháp mới để bù nhiễu chủ động nhiễu với sự đảo ngược trực tiếp ma trận tương quan của nhiễu trong môi trường giao thoa không tĩnh, có tính đến việc triển khai tích hợp các hệ thống xử lý không-thời gian Ngược lại với các phương pháp hiện có, nó cho phép người ta tính đến lỗi động trong việc điều chỉnh bộ bù tự động liên quan đến chuyển động quay của an ten
KẾT LUẬN
Luận án trình bày kết quả nghiên cứu các giải pháp xử lý không gian – thời gian nhằm nâng cao khả năng chống nhiễu và chất lượng phát hiện cho các đài ra đa, đặc biệt là ra đa cảnh giới tầm gần, bắt mục tiêu thấp, trong môi trường nhiễu -tín hiệu phức tạp, không dừng
Các kết quả nghiên cứu của luận án đã đạt được như sau:
- Nghiên cứu tổng quan xử lý không gian và xử lý thời gian các tín hiệu trong ra đa, Tổng quan về mạng anten thích nghi và các vấn đề còn tồn tại trong chống nhiễu không dừng cho ra đa mạng pha Đặt ra các vấn đề cần nghiên cứu giải quyết;
- Làm rõ bản chất phương pháp chiếu và áp dụng vào xây dựng hệ thống MTI với các tính năng ưu việt là: Khả năng chống biến dạng biên độ chùm xung; Khả năng tạo các vùng lọc chặn độ rộng tùy ý; Có thể lọc tín hiệu mục tiêu tốc độ xuyên tâm thấp và rất thấp; Trong trường hợp nhiễu mạnh phương pháp được đề xuất là hiệu quả nhất trong số các phương pháp xử lý gần tối ưu hiện có Đã xây dựng mô hình toán ước tính tổng tổn hao do hệ thống xử lý chính khi phát hiện tín hiệu có ích
- Đề xuất và nghiên cứu thuật toán tăng hiệu quả của bộ bù khử tự động dựa trên phép nội suy tuyến tính các hệ số điều chỉnh được đề xuất và cho thấy có thể duy trì hệ số chế áp nhiễu không dừng gần bằng khi nhiễu dừng Thu được quan hệ giữa hệ số chế áp vào độ rộng khoảng thời gian giữa các vùng dịch vụ để tính toán các hệ số điều chỉnh bộ tự động bù khử Sự phụ thuộc này cho phép tổng hợp tối ưu hệ thống bù khử nhiễu, cung cấp hệ số chế áp cần thiết với tổn hao tỷ số tín hiệu-nhiễu tối thiểu khi phát hiện tín hiệu bằng hệ thống xử lý giữa các chu kỳ
Thuật toán được đề xuất và nghiên cứu để nội suy hệ số trọng số của bộ bù nhiễu tự động tích cực với tham chiếu trực tiếp của ma trận tương quan cung cấp sự gia tăng hệ số triệt nhiễu lên 5-10 dB trong môi trường nhiễu không cố định, và cũng cho phép giải quyết vấn đề thực hiện phức tạp của các hệ thống tự động bù nhiễu hoạt động và các tín hiệu xử lý thời gian giữa các khoảng thời gian
Các đề xuất đã được phân tích và đánh giá thông qua mô phỏng và thực nghiệm cho thấy hiệu quả chống nhiễu cho ra đa tầm gần
Những đóng góp mới của luận án:
- Đã tổng hợp được hệ thống lọc mục tiêu di động MTI bằng phương pháp chiếu có khả năng tạo độ rộng vùng lọc chặn độ rộng tùy ý với độ sâu chế áp 60 dB, có thể lọc mục tiêu xuyên tâm thấp và rất thấp từ -30m/s đến 30m/s bao trùm toàn dải tốc độ nhiễu tiêu cực;
- Đã tổng hợp thuật toán nội suy tuyến tính VTS các hệ số hiệu chỉnh để tăng hiệu quả bộ tự động bù khử nhiễu tạp tích cực trong trường hợp môi trường nhiễu không dừng, cho phép tăng hệ số chế áp nhiễu tích cực trung bình từ 5 đến 15 dB so với trường hợp không có nội suy tuyến tính
Hướng nghiên cứu tiếp theo:
Nghiên cứu hoàn thiện mô hình hệ thống xử lý tín hiệu đối với các loại nhiễu tiêu cực và nhiễu tạp tích cực trong các điều kiện dừng và không dừng
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
[CT1] , Lê Ngọc Uyên, "Thuật toán xử lý không gian
thích nghi các tín hiệu ở mạng anten số" Tạp chí Hội thảo Quốc Gia về Điện Tử,
Truyền Thông và Công Nghệ thông Tin (ECIT2015), lần thứ 18, 12-2015 [CT2] , Lê Ngọc Uyên, "Xử lý số không gian các tín
hiệu ở đầu ra mạng an ten số sử dụng phương pháp chuyển tối ưu" Tạp chí Nghiên
cứu khoa học và công nghệ quân sự, số đặc san, 8-2016 [CT3] , Nguyễn Mạnh Cường, "Triệt nhiễu chùm tia
chính dùng các bộ dò NTX trong bộ xử lý thích nghi không gian thời gian nhanh"
Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự, số 57, 10-2018 [CT4] , Lê Ngọc Uyên, "Kỹ thuật đơn xung thích nghi
không gian - thời gian nhanh" Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự,
số 63, 10-2019
[CT5] , Lê Ngọc Uyên, "Tổng hợp hệ thống tự động
bù khử nhiễu tạp tích cực trong điều kiện nhiễu không dừng" Tạp chí Nghiên cứu
khoa học và công nghệ quân sự, số 66, 4-2020
[CT6] , Lê Ngọc Uyên, "Mô hình toán học ước tính
tổn hao do hệ thống xử lý sơ cấp trong phát hiện tín hiệu có ích" Tạp chí Nghiên
cứu khoa học và công nghệ quân sự, số 67, 6-2020 [CT7] “Phương pháp chiếu tổng hợp hệ thống
chống nhiễu tiêu cực” Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự, số
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Bùi Chí Thanh, Phùng Ngọc Anh, Nguyễn Huy Tùng Điều khiển đặc trưng hướng của anten thay đổi thích nghi theo hướng nguồn nhiễu có tính đến cực tiểu sai số đo tọa độ góc Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 66, 4 -2020 [2] Hệ thống đài ra đa P-18M Thuyết minh kỹ thuật QCPKKQ RD 020 006 RD 020 006 TMKT P-18M v2 45 vi
[3] Hoàng Đình Thuyên Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu các phương pháp số để tổng hợp đặc trưng hướng mạng ANTEN và thiết kế lập mạng ANTEN thích nghi 2004
[4] Ngô Quốc Trung, Xử lý tín hiệu và lọc số, Học viện KTQS, 2003
[5] Nguyễn Đức Luyện, Tác động của nhiễu lên các hệ thống điều chỉnh, Học viện KTQS, 2000
[6] Hoàng Thọ Tu Các giải pháp kỹ thuật trong ra đa hiện đại Học viện KTQS 2010
[7] Hoàng Thọ Tu Cơ sở xây dựng đài ra đa cảnh giới Học viện KTQS 2003 [8] Phạm Duy Phong Luận án Tiến sĩ Thuật toán ước lượng các tham số của tín hiệu trong hệ thống thông tin vô tuyến 2012
[9] Phạm Tuấn Giáo Mạng anten và xử lý không gian – thời gian tín hiệu Học viện KTQS Hà Nội 2010
[10] Phan Anh Lý Thuyết Và Kỹ Thuật Anten – NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2007
[11] Tống Văn Luyên Luận án Tiến sĩ nghiên cứu và phát triển các bộ định dạng và điều khiển búp sóng thích nghi để chống nhiễu trong các anten thông minh Hà Nội – 2017
Tiếng Anh
[12] Ackroyd M H and Ghani F “Optimum Mismatched Filter for Sidelobe Suppression,” IEEE Trans Aerospace and Electronic Systems, vol 9, pp 214- 218, March 1993
[13] Alan V Oppenheim, Schafer, Ronald W Digital Signal Processing 2012 1048 c
[14] Allen B and Ghavami M , Adaptive array systems: fundamentals and applications London, UK: John Wiley & Sons, 2005
[15] Antonik P , Wicks M C , Griffiths H D , and Baker C J “Multi-Mission Multi-Mode Waveform Diversity,” Proc IEEE Radar Conference, Verona, NY, April, 2006
[16] Aubry A , Carotenuto V , A De Maio, New results on generalized fractional programming problems with toeplitz quadratics IEEE Signal Process Lett 23(6), 848–852 (2016)
[17] Aubry A , A De Maio, Huang Y , Piezzo M Robust design of radar doppler filters IEEE Trans Signal Process 64(22), 5848–5860 (2016)
[18] Balanis C , Antenna theory: analysis and design, 3rd ed New York: Hoboken, N J : Wiley-Interscience, 2005
[19] Blunt S D , Chan T , and Gerlach K , “A New Framework for Direction of Arrival Estimation,” IEEE Sensor Array and Multichannel Signal Processing Workshop, pp 81- 85, Darmstadt, Germany, July 21-23, 2008
[20] Gu Y , Leshem A Robust adaptive beamforming based on interference covariance matrix reconstruction and steering vector estimation IEEE Trans Signal Process 60(7), 3881–3885 (2012)
[21] Guerci J R Space-Time Adaptive Processing for Radar, 2nd ed , Artech House, 2015
[22] Han Trong Thanh, Duong Duc Ha and Vu Van Yem, “Multipath Signals Separation Approach In DOA Estimation Using Total Forward – Backward Matrix Pencil Method,” Journal of Science and Technology, Technical universities, Vol 107, pp 47-53, 2015
Tiếng Nga
Using Auxiliary Horizontal and Vertical Antennas in HF Surface Wave
Radar TECHNICAL MEMORANDUM DREOTM 1999-121 November 1999 [24] Haykin S Adaptive filter theory, Fourth ed N J : Prentic Hall, 2002 [25] Heinrich V Projection methods for nonlinear sparse eigenvalue problems ResearchGate January 2005
[26] John B Hoffman, Joseph L Reichl, Kenneth R Johnson Systems approach to daptive side-lobe cancellation Proceedings Volume 2747, Radar Sensor
Technology; 1996
[27] Klemm, R , Principles of Space-Time Adaptive Processing-3rd ed London, UK: IEE Press, 2006
[28] Kyk C E , Bernfeld M Radar Signals An introduction to theory and application SciTech, 2012
[29] Li J , Stoica P , Robust adaptive beamforming, vol 88 (John Wiley & Sons, New York, 2005)
[30] Li J , Stoica P , Wang Z , On robust capon beamforming and diagonal loading IEEE Trans Signal Process 51(7), 1702–1715 (2003)
[31] Lancaster P , Tismenetsky M The Theory of Matrices Academic Press 1985 University Decatur, Georgia 2008, Elsevier Inc
[32] Marple, S L , Jr , Digital Spectral Analysis with Application, Englewood Cliffs, N J : Prentice-Hall, 1987
[32] Melvin C Budge, Jr Shawn R German Basic Radar Analysis Artech House
[34] Milligan, Thomas A Modern antenna design - 2nd ed , John Wiley &Sons, Inc, 2005
[35] Monzingo R A and Miller T W Introduction to Adaptive Arrays (2nd Edition) 2011
[36] Moon T K and Stirling W C Mathematial Methods and Algorithms for Signal Processing, Prentice Hall, 2000
[37] Nathanson, F E Radar Design Principles 2nd Edition, New York, NY: McGraw-Hill, 1991
[38] Robert J Mailloux Phased array antenna handbook-2nd ed Artech House, 2005
[39] Rohling, H Radar CFAR thresholding in Clutter and Multiple target situations// IEEE Trans : VAES–19 1983 № 4 P 601–621
[40] Rohling, H New CFAR–processor based on an ordered statistic // IEEE Int Radar Conf Arlington, 1985 P 271–275
[41] Skolnik M , Radar Handbook 3rd Edition, New York, NY: McGraw-Hill, 2008
[42] Srar J , Chung K , and Mansour A , "Adaptive array beamforming using a combined LMS-LMS algorithm", in Proc 2010 IEEE Aerospace Conference, pp 1-10, Mar 2010
[43] Stoica P , Li J , and Xie Y “On Probing Signal Design for MIMO Radar,” IEEE Trans Signal Processing, vol 55, pp 4151-4161, JaCHary 2008
[44] Vincent Y F Li and Keith M Miller Target Detection in Radar: Current Status and Future Possibilities Published online by Cambridge University Press: 23 November 2009 Tạp chí The Journal of Navigation, vol 50
[45] Vorobyov S A , Gershman A B , Luo Z , Robust adaptive beamforming using worst-case performance optimization: a solution to the signal mismatch
problem IEEE Trans Signal Process 51(2), 313–324 (2003)
[46] Widrow B , Stearns S Adaptive signal processing Prentice –Hall Inc , 1985 440 с
[47] Wulf-Dieter Wirth Radar Techniques Using Array Antennas, 2nd ed , London UK: IEE Press, 2013
[48] Xie J, Li H, He Z, Li C , A robust adaptive beamforming method based on the matrix reconstruction against a large DOA mismatch EURASIP J Adv Signal Process 2014(1), 1–10 (2014)
[49] Zhuang J , Huang P Robust adaptive array beamforming with subspace steering vector uncertainties Signal Process Lett IEEE 19(12), 785–788 (2012)
адаптивных итеративных алгоритмов оптимизации отношения сигнал помеха в нестационарных условиях – Радиотехника и электроника,1981, т 26, №3 с 532-542 [51] Абромович Ю И , Гуркина Л А , Данилов Б Г Анализ эффективности частичной оптимизации систем пространственной обработки - Радиотехника и эдектронника, 1984, т 29, №6, с 1105-1109 [52] Бакулев П А , Басистов Ю А , Тугуши В Г Обработка сигналов с постоянным уровнем ложных тревог // Известия вузов Радиоэлектроника 1989 Т 32, № 4 c 4–15 [53] Бакулев П А , Орешкин Б Н Ослабление выбеливания сигнала цели при обращении корреляционной матрицы помехи // Радиотехника 2009 №12 c 42–47 [54] Бакулев П А Радиолокационные системы Изд 2-е, перераб и доп Сер Учебник для ВУЗов М : Радиотехника, 2007 375с [55] Введение в теорию порядковых статистик: сб ст / Отв ред А Я Боярский М : Статистика, 1970 416с [56] Габец CА , Седышев СЮ Адаптивное когерентное накопление отраженных сигналов Вестник полоцкого государственного университета Серия С N04 2014 c 45-49 [57] Гнедак П В Фазовый синтез нулей в диаграммах направленности апертурных антенн на основе метода апертурных ортогональных полиномов: дис …канд тех наук Москва, 2009 125с [58] Гусевский В И Фломирование секторного провала в диаграмме направленности фазированной антенной решетки при подавлении широполосной помехи – Радиотехника, 1991, т 34, №5, с 23-28 [59] Джиган В И , Незлин Д В Градиентные алгоритмы в задачах дискретной фазовой адаптации антенных решеток – Радиотехника, 1991, т 34, №5, с 84-86 [60] Джиган В И , Незлин Д В Достижимое подавление помех при дискретной фазовой адаптации антенной решетки с помощью
покоординатного градиентного спуска – Радиотехника, 1991, № 3, с 55-57 [61] Джонсон Д Х Применение методов спектрального оценивания к задачам определения угловых координат источников излучения - ТИИЭР, 1882, т 70, №9, с 126-139 [62] Дрогалин В В , Меркулов В И Самарин ОФЧернов ВС Трехканальный частотный дисриминатор помехозащищенного следящего радиолокационого измерителя скорости - Радиотехника, 2002, №5, c 51-56 [63] Дейвид Г Порядковые статистики М : Наука, 1979 336с [64] Дмитриенко А Н Обнаружение сигналов в условиях априорной неопределенности по дискретной пространственно-временной выборке конечного объема: дис докт тех наук Москва, 1998 313с [65] Душко И В Пространственная обработка радиолокационных сигналов малогабаритной РЛС в условиях множественных переотражений на фоне активных шумовых помех: дис канд физ-мат наук Н Новгород, 2010 148с [66] Ермолаев В Т , Флаксман А Г Современные методы пространственной обработки сигналов в радиосистемах с антенными решѐтками Нижний Новгород, 2008 171с [67] Ефименко В С , Харисов В Н , Петухов В Н Алгоритм разделения негауссовских сигналов – Радиотехника, 1999, №7, с 78-84 [68] Ефименко В С , Харисов В Н , Петухов В Н Алгоритм разделения негауссовских сигналов в антенных решетках – Радиотехника, 1999, №10, с 85-93 [69] Жибуртович Н Ю Помехозащита авиационных информационных систем - М : ВВИА им Проф Н Е Жуковского, 1994 [70] Жибуртович Н Ю Управление ресурсами помехозащиты радиолокационных систем – Радтосистемы, 1998, №5, вып 29, с 59-68 [71] Жибуртович Н Ю , Канащенков А И Концепция построения базовой унифицированной системы управления вооружением и обороной gерспективных самолетов-истребителей – Вопросы радиоэлектроники, 1998, вып 1, серия ОТ, с 19-40
[72] Жибуртович Н Ю , Купреев А Л , Щербаков С В Алгоритмы комбинированного управления мерами помехозащиты РЛС Научно- методическе материалы по цифровой обработке сигналов – М : ВВИА им Н Е Жуковского, 1995 [73] Жиганов С Н , Костров В В Алгоритмы обнаружения сигналов с постоянным уровнем ложных тревог // Радиотехника 2006 № 6 c 111– 114 [74] Журавлев А К , Лукошкин А П , Поддубный С С Обработка сигналов в адаптивных антенных решетках Л : Изд-во Ленингр ун-та, 1983 240с [75] Закс, Ш Теория статистических выводов: пер с англ М : Мир, 1975 776 с [76] Защита радиолокационных систем от помех Состояние и тенденции развития / Под ред А И Канащенкова и В И Меркулова М : Радиотехника, 2003 416с [77] Зелкин Е П , Соколов В Г Методы синтеза антенн: ФАР и антенны с непрнрывным рaскрывом - М : Сов Радио, 1980 [78] Кристаль В С Математическое моделирование и вычислительный эксперимент в радиолокации М : «Новое время», 2015 284 с [79] Кузьмин С З Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации М : Радио и связь 1986 352 с [80] Кузьмин С З Цифровая радиолокация Введение в теорию – Kиев KBiЦ 2000-428 c [81] Левин Б Р , Шинаков Ю С Совместно–оптимальные алгоритмы обнаружения сигналов и оценивание их параметров: обзор // Радиотехника и электроника 1977 № 11 С 2239–2256