Алексєєв Г А, Білоброва М В Інститут радіофізики та електроніки НАН України Ак Проскури, 12, м Харків, 61085, Україна Тел: (057) 7448343, e-mail: belobrov@irekharkovua

Анотація – Проведено аналіз двопараметричної динамічної моделі пішохода, утвореною пятьма точковими центрами розсіювання, відповідними його руках, ногах і корпусу Модель пояснює експериментально спостережувані в міліметровому діапазоні довжин хвиль спектри відбитого радіосигналу Досліджено залежність форми енергетичного спектру від швидкості руху пішохода, індексів фазочастотной модуляції і часу обробки сигналу Показано, що оптимальним для розпізнавання динамічних радіолокаційних обєктів типу пішохода є час обробки, що становить частки періоду моделює коливання

I                                       Введення

Розуміння особливостей спектральних характеристик відбитого сигналу необхідно для формування банку ознак розпізнавання радіолокаційних обєктів Слабо вивченими в цьому відношенні є великомасштабні живі обєкти, задача розпізнавання яких стоїть перед сучасною радіолокацією Експериментальні дослідження в см і мм діапазонах довжин хвиль показали суттєву залежність спектральних характеристик від часу обробки сигналу Характерною особливістю форми енергетичного спектру, яка найбільш яскраво проявляється в мм діапазоні хвиль при малих часах обробки сигналу і може бути покладена в основу принцип розпізнавання, є наявність добре виражених спектральних ліній, обумовлених рухом окремих частин тіла [1] У даний роботі стосовно до мм діапазону довжин хвиль на основі пятіелементной двопараметричної плоскою динамічної моделі пішохода аналізується залежність форми енергетичного спектра від індексів фазочастотной модуляції і часу обробки сигналу

II                              Основна частина

в пятіелементной радіолокаційної моделі пішохода закони руху відображають центрів, відповідних кінцівкам, в угломестной площині радіолокатора відносно осьової лінії, що рухається з постійною швидкістю, що відповідає швидкості пішохода, передбачаються однаковими, гармонійними щодо двох рознесених центрів обертання Рухи лівої руки (г = 1) і правої ноги (г = 4) передбачаються синхронними в часі, а синхронні рухи правої руки (г = 2) і лівої ноги (г = 3) – протівофазного щодо перших Рух пятого відображає центру (i = 5), що визначає положення осьової лінії в просторі, передбачається прямолінійним Така плоска модель виправдана і застосовна при розташуванні обєкта в дальній зоні щодо локатора з суміщеними передавачем і приймачем

Радіолокаційні властивості точок г = 1н-4 передбачаються однаковими, відносна ЕПР точки, відповідної корпусу, – вчетверо більшою Фа-зово-модульований сигнал U (t) від обєкта на виході одноканального балансного фазового детектора після когерентного гетеродінірованія з урахуванням кінцевого часу обробки можна записати у вигляді

де σ, = (г = 1н-4) – ефективна поверхня розсіювання кінцівок, – ЕПР корпусу, t – поточний час, Т – час обробки, Дг ^ г) – динамічне зміщення г-го цента

rfjO = lH-4) – амплітуда коливань кінцівки відносно рухомої осьової лінії, (причому

d ^ = d ^ = df, ·, d ^ = d ^ = dj, гдеdf,, dj – умовна довжина

рук і ніг), Ω = – Частота коливань кінцівок,

– час, що визначає початкову фазу коливаньV-швидкість пе

шехода Таким чином, пропонована динамічна пятіелементние модель пішохода, описувана параметрами df ^, d ^, Q ^, V, t ^, Є четирехпараметріческой ( , Задано моделлю) Відбитий радіолокаційний сигнал є результатом спільної дії амплітудної (імпульсної) і фазочастотной модуляції

У безрозмірних величинах нормована на амплітуда сигналу має вигляд при О < г < Аг

де т = «швидке» час υ = 4π ¥ / = 2V / Л / /,

δι = ΛπάιΙλ І Δτ = – приведені швидкість, ам

амплітуда коливань г-ой кінцівки і час обробки Частота модуляції при такій нормировке дорівнює 1 Параметри при монохроматичному стаціонарної модуляції називаються індексами модуляції Спектральна щільність сумарної енергії

на частоті «Ω ^ («-довільне)де

G j – амплітуда одновимірного Фурє-перетворення сигналу м, Вважаючи для простоти 3 ^ = 3 ^ = 3 ^, скоротимо число невизначених параметрів моделі до двох υ \ л 3 ^ Параметр υ при цьому визначає кінетичну енергію корпусу, параметр 3 ^ – енергію кінцівок У мм діапазоні довжин хвиль (1 = 0008м) при характерних частоті коливань кінцівок = 1,5 Гц (Ω ^ = 2л / ) і швидкості корпусу V = \ м / с наведена швидкість υ = 200 У роботі спектральний Фурє-аналіз сигналу (3) проведено для випадку υ = 200, 3 ^ = 500 при різних часах обробки Приклади розрахованих енергетичних спектрів S (n) наведені на рис1 {Κτ = 2π-мал1а Аг = я-/10-ріс1б Аг = Я-/350- рісЗв)

Проведено теоретичний аналіз чисельних результатів, зіставлення їх з експериментальними спектрами Дана критична оцінка моделі

Рис 1 Енергетичні спектри сигналу від пішохода при різних часах обробки

Fig 1 Energy spectrums ofthe signal from foot- passenger for different signal processing times

Ml Висновок

Встановлено, що ширина і положення спектральних ліній сигналу, частотномодулірованного рухом пішохода, можуть бути використані в якості інформативних ознак при класифікації та розпізнаванні динамічних радіолокаційних обєктів типу пішохода за методом найближчого сусіда при часах обробки сигналу в міліметровому діапазоні хвиль, порядку часткою періоду рухи кінцівок пішохода

IV                            Список літератури

[1] Смирнов Ю В, Головков А А, Пашков А І Особливості відображення радіосигналу рухомим людиною / / Радіотехніка-1999 – № 6-С26-35

SPECTRAL ANALYSIS OF FOOT-PASSENGER DYNAMIC MODEL

Alexeyev G A, Belobrova M V

Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of National Academy of Sciences of Ukraine 12 Acad Proskury St, Kharkov, 61085, Ukraine Ph: (057) 7203343, e-mail: belobrov(^irekharkovua

Abstract – The analysis of the two-parameter dynamic foot- passenger model formed by five scattering centers, corresponding to his hands, foots and body, is carried out The dependence of energy spectrum shape upon the motion velocity of foot-passenger, phase-frequency modulation indexes and signal processing time is investigated It is shown that the optimal observation time for identification of dynamic radiolocating objects is a small part ofthe modulating signal cycle

I                                         Introduction

The understanding of spectral characteristics features is necessary for creating of the feature bank for radio-locating objects identification Specific particularity ofthe energy spectrum shape, which becomes apparent in mm radiowave range at short times of signal handling, is the presence of well-defined spectral lines, stipulated by motion of separate parts of the foot- passenger Dependence of energy spectrum shape on phase- frequency modulation indexes and signal observation time is analyzed on the basis of five-element two-parameter flat dynamic model of foot-passenger

II                                        Main Part

Motions of reflecting centers, corresponding to extremities, in the radar elevation plane relatively an axial line, moving with constant velocity, corresponding foot-passenger velocity, are considered identical and harmonic in this model Motion of the left hand and the right foot are supposed synchronous in time, while synchronous motions of the right hand and the left foot are supposed antiphased relatively the former Motion of the fifth reflecting center, defining axial line position in space, is supposed rectilinear Such flat model is applied at object disposition in the far-field region of the locator

Dynamic model offered is two-parameter, defining kinetic energy of a body and kinetic energy of extremities The reflected phase-modulated radiolocation signal is the result of combined effect of amplitude and phase-frequency modulation Presented in this paper is spectral analysis using Fourier- transformation of reflected radio-signal with wave length

2 = 0,008 m for different signal processing times (figla – Δγ = 2л-, fig16 – Ατ = π \ 0, figlB – Δτ = Л-/350)

Qualitative analysis for numerical results has been conducted

III                                       Conclusion

It has been found, that width and position of spectral lines of radio-signal, which is frequency-modulated by foot-passenger motion, can be used in the millimeter radiowave band as the informative features for dynamic radiolocation objects identification and classification using nearest-neighbor method

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р