informИнформатикаInformatics1816-03012617-6963UIIP NASBinform-631Research ArticleМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕMATHEMATICAL MODELINGМетод синтеза дискриминационных характеристик угломерных систем многолучевых радиолокационных станцийMethod for discriminator curve synthesis of angular systems of multi-channel radarsАртемьевВ. М.ArtemievV. M.

член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт прикладной физики НАН Беларуси

Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, D. Sci. (Eng.), Professor, Chief Researcher, Institute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of Belarus

artemiev@iaph.bas-net.byНаумовА. О.NaumovA. O.

кандидат физикоматематических наук, заведующий лабораторией

Cand. Sci. (Phys.-Math.), Head of Laboratory

naumov@iaph.bas-net.byИнститут прикладной физики НАН БеларусиInstitute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of Belarus2019210620191635968Copyright © Артемьев В.М., Наумов А.О., 20192019Артемьев В.М., Наумов А.О.Artemiev V.M., Naumov A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inf.grid.by/jour/article/view/631

В радиолокационных станциях (РЛС) угломерная информация об объекте получается посредством дискриминатора, основные свойства которого определяются дискриминационной характеристикой. Ее главными параметрами считаются коэффициент преобразования и ширина. В настоящее время эти параметры остаются неуправляемыми в процессе сопровождения. Вместе с тем при смене режимов или условий работы ими желательно управлять, что возможно в многолучевых РЛС, где дискриминационная характеристика формируется путем одновременного весового суммирования сигналов на выходах приемных каналов. Задача исследования состояла в разработке метода нахождения значений оптимальных весовых коэффициентов для получения желаемых параметров дискриминационной характеристики при мгновенном амплитудном сравнении сигналов. В качестве критерия оптимальности было использовано условие минимизации дисперсии шумов на выходе дискриминатора с учетом линейных ограничений на параметры его характеристики. Решение осуществлялось методом множителей Лагранжа. Рассмотрены два варианта синтеза дискриминационных характеристик: для аддитивных и мультипликативных дискриминаторов. В общем виде получены выражения для оптимальных весовых коэффициентов. Предложенный метод позволяет находить желаемые параметры дискриминационных характеристик, в частности формировать нулевые значения дискриминационной характеристики в угловых направлениях для подавления влияния внешних помех.

In radar systems angle information about an object is obtained by discriminator, the basic properties of which are determined by the discriminator curve. Its main parameters are the conversion factor and the width. Currently, these parameters remain unguided during the tracking process. At the same time, when changing modes or conditions of operation, it is desirable to control these parameters, which is possible in multipath radars. In multipath radar the discriminator curve is formed by simultaneous weight summing of the signals at the receiving channels outputs. The objective of the study was to develop a method for finding the values of optimal weight coefficients for obtaining the desired parameters of the discriminator curve with an instantaneous amplitude comparison of signals. As an optimality criterion, we used the condition of minimizing of noise variance at the discriminator output, taking into account linear constraints on its characteristics parameters. The solution is carried out by method of Lagrange multipliers. Two options of the discriminator curve synthesis are considered: for additive and multiplicative discriminators. Expressions for optimal weight coefficients are obtained in general term. The proposed method allows to find the desired parameters of discriminator curves, in particular, it is possible to form its zero values in angular directions to suppress the influence of external noise.

многолучевые РЛСдиаграмма направленностидискриминационная характеристикаметод множителей Лагранжавесовые коэффициентыmulti-channel radarsantenna beam patterndiscriminator curvemethod of Lagrange multipliersweight coefficientsReferencesЧерняк, В. С. О новых и старых идеях в радиолокации: MIMO РЛС / В. С. Черняк // Успехи современной радиоэлектроники. – 2011. – № 2. – С. 5–19.Chernjak V. S. O novyh i staryh idejah v radiolokacii: MIMO RLS [About new and old ideas in radar: MIMO radar]. Uspehi sovremennoj radiojelektroniki [Successes of Modern Radioelectronics], 2011, no. 2, pp. 5–19 (in Russian).Многолучевые радиолокаторы в составе охранных комплексов / под ред. И. К. Антонова. – М. : Радиотехника, 2017. – 210 с.Antonov I. K. (ed.). Mnogoluchevye radiolokatory v sostave ohrannyh kompleksov. Multibeam Radars as Part of Security Systems. Moscow, Radiotehnika, 2017, 210 p. (in Russian).Sherman, S. M. Monopulse Principles and Techniques / S. M. Sherman, D. K. Barton. – Boston : Artech House, 2011. – 395 p.Sherman S. M., Barton D. K. Monopulse Principles and Techniques. Boston, Artech House, 2011, 395 p.Леонов, А. И. Моноимпульсная радиолокация / А. И. Леонов, К. И. Фомичев. – М. : Сов. радио, 1970. – 392 с.Leonov A. I., Fomichev K. I. Monoimpul'snaja radiolokacija. Monopulse Radiolocation. Moscow, Sovetskoe radio, 1970, 392 p. (in Russian).Bunday, B. D. Basic Optimization Methods / B. D. Banday. – London : Hodder Arnold, 1984. – 136 p.Bunday B. D. Basic Optimization Methods. London, Hodder Arnold, 1984, 136 p.Сизиков, В. С. Математические методы обработки результатов измерений / В. С. Сизиков. – СПб. : Политехника, 2001. – 240 с.Sizikov V. S. Matematicheskie metody obrabotki rezul'tatov izmerenij. Mathematical Methods for Measurements Processing. Saint Petersburg, Politehnika, 2001, 240 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.