Луценко В І Інститут радіофізики та електроніки НАН України Харків, 61085, Україна тел: (857) 7448340, e-mail: lutsenko@irekharkovua

Анотація – Показана можливість підвищення ефективності селекції надводних обєктів при використанні поляризаційно-спектральних особливостей розсіяних сигналів на ортогональних поляризаціях

I                                       Введення

Перші спроби використання поляризації для придушення пасивних перешкод складалися в застосуванні хвиль кругової поляризації для боротьби з відбитками від гідрометеорів Откпоненіе форми крапель від сферичної проявляється в еліптичності поляризації розсіяного сигналу і як наслідок у зниженні ефективності його придушення Ще сильніше, ніж для опадів, деполярізованнимі сигнал, відбитий від морської поверхні, а це означає, що проблематично поліпшення наблюдаемості надводних обєктів при використанні кругової поляризації випромінювання і прийому Подальший розвиток методи поляризаційної селекції отримали в напрямку адаптації поляризації антени для придушення заважають віддзеркалень від морської поверхні, а також застосуванні поляризаційно модульованих сигналів для селекції та розпізнавання обєктів радіолокаційного спостереження Крім того, проведені дослідження дозволили встановити істотну просторову неоднорідність поляризаційних характеристик зворотного розсіювання від морської поверхні Це робить неефективним застосування методів адаптивної просторово – поляризаційної селекції, оскільки в цих методах постійна контуру, управління складає по тривалості, як правило, кілька елементів дозволу по дальності Такий вибір запобігає придушення сигналів надводних і повітряних обєктів і це принципово не дозволяє здійснити ефективну компенсацію віддзеркалень від моря Експериментальне вивчення особливостей поляризаційно-спектральної структури сигналів, відбитих від морської поверхні, гідрометеорів, ділянок суші, покритих рослинністю і надводних обєктів, дозволило встановити, що для виявляються сигналів обєктів характерний істотно вищий рівень кореляції на ортогональних поляризація ніж для перешкод Цю обставину можна використовувати для селекції малоскоростной обєктів на тлі моря

II                               Основна частина

Оскільки розсіяний обєктом сигнал на поляризації, ортогональної излученной, частково когерентний сигналу на узгодженої поляризації, то останній може використовуватися в якості опорного для реалізації стежить вузькосмугового прийому сигналу ортогонально поляризованої компоненти [1,2] Здійснення взаємно кореляційної обробки сигналів на ортогональних поляризаціях дозволяє в значній мірі зняти обмеження на часи когерентного накопичення корисного сигналу, оскільки зміни швидкості руху надводного обєкта, наприклад, із-за дії морських хвиль, проявляються однаково на обох поляризаціях у вигляді флуктуацій доплерівського зсуву частоти У той час, як при вузькосмугової доплеровской фільтрації ці зміни призводять до появи втрат при накопиченні внаслідок доглядів сигналу зі смуги пропускання фільтра СДЦ, то при гетеродінірованія сигналом ортогонально поляризованої компоненти догляди частоти не впливають на ефективність накопичення сигналу Необхідно відзначити, що така обробка може бути реалізована як на проміжній, так і відео частоті Відмінність запропонованого підходу від традиційних методів полягає у використанні не тільки інформації про амплітуду сигналів розсіяних обєктами і стелить поверхнями на ортогональних поляризаціях, але і фазових співвідношень між ними Тому таку обробку можна назвати поля-різаціонно-спектральної Використовуючи когерентноімпульсную РЛС довжиною хвилі випромінювання близько

4 мм було проведено експериментальне дослідження можливості радіолокаційного виявлення плавців із застосуванням розглянутого способу селекції Район проведення вимірювань – прибережна зона одній з бухт в районі м Севастополя: хвилювання моря під час досвіду було близько 3 балів По трасі розміченій буйками на фіксованій дальності щодо РЛС переміщався плавець На рис 1а наведені запису сигналу від моря, отримані на хвилі 4 мм при випромінюванні похилій з кутом 45 ° поляризації та реалізації авто і взаємно кореляційної обробки ортогонально поляризованих компонент (криві 1, 2, 3 відповідно) Оброблялися прийняті на ортогональних поляризаціях сигнали з фіксованого по дальності і азимуту елемента дозволу РЛС Смуга пропускання фільтра, що згладжує для всіх трьох випадків була однаковою Криві 1,2 ілюструють зміну в часі дисперсії перешкод від моря на ортогональних поляризаціях, що еквівалентно вихідному ефекту квадратичного детектора, застосовуваного при виявленні сигналу з випадковою початковою фазою Крива 3 ілюструє зміну в часі коефіцієнта взаємної кореляції ортогонально поляризованих компонент З зіставлення кривих 1, 2 і 3 видно, що взаємно кореляційна обробка (крива 3) дозволяє істотно знизити рівень перешкод від моря На рис 16 представлені результати авто і взаємно кореляційної обробки сигналу від ділянки морської поверхні, коли через елемент дозволу пропливав плавець Найбільш імовірні значення ЕПР плавця із забезпеченістю 90% становили -12 .. -13 дБ / м ^ при середньому значенні ЕПР морської поверхні в елементі дозволу РЛС близько -20 дБ / м ^

Використання штатних режимів виявлення (по індикатору з яркостной або амплітудної відміткою, акустичного режиму виявлення) не дозволили виявити обєкт на тлі віддзеркалень від моря Застосовувані для контролю штатні системи: когерентно – імпульсна РЛС з робочою довжиною ХВИЛІ 2см тривалістю імпульсу 0,4 мкС, а також некогерентні оглядові РЛС з довжиною хвилі 3 см і 10 СМ І длительностями імпульсу 0,05 мкС також не забезпечили виявлення обєкта

Рис 1 Кореляційна обробка ортогонально поляризованих компонент відображень а) – віддзеркалення від моря б) – віддзеркалення від моря і плавця

Fig 1 Correlation processing of orthogonally polarized component a) – reflections from the sea 6) – reflections from the sea and the swimmer

Разом c тим при взаємно кореляційної обробці сигналів на ортогональних поляризаціях (крива 3 рис 16) досить чітко видно момент появи В елементі дозволу плавця в той час як при квадратичному детектировании з подальшим накопиченням сигналів на кожній з поляризаций сигнал від плавця маскується імпульсними перешкодами від морської поверхні (криві 1,2 рис 16)

III                                   Висновок

Проведені експерименти підтвердили можливість поліпшення радіолокаційної спостережливості малоскоростной обєктів на тлі моря за рахунок використання поляризаційно-спектральних особливостей розсіяних сигналів

IV                           Список літератури

[1] Лексікова Т І, Луценко В І, Су гак В Г, Лялька С А Радіолокаційне пристрій А с СРСР № 1568740, MKMGOIS 9/42 OT220289-5c: Ил

Луценко В І, Сугак В Г, Бондаренко А В, Савенко Н Н Спосіб селекції рухомої цілі А с СРСР № 1718655, MKM ^ GOIS 9/42 від 051290-5с: ил

POLARIZATIONARY-SPECTRAL OBJECTS SELECTION ON THE SEA SURFACE BACKGROUND

V I Lutsenko Usikov Institute of Radlophyslcs and Electronics National Academy of Sciences of Ukraine

12,               Ac Proskury, Kharkov, 61085, Ukraine Ph: (0572) 448593, e-mail: lutsenko@irekharkovua

Abstract-The possibility for increasing efficiency of surface objects selection using polarizationary spectral features of scattered signals on orthogonal polarizations is shown

I                                         Introduction

Experimental study of polarizationary spectral structure distinctions of signals scattered from the sea surface, precipitation, bear soils, surfaces covered with vegetation and surface objects has made it possible to determine that compared with clutter, detected signals are characterized by essentially higher level of correlation on orthogonal polarizations This fact can be used for low-speed objects selection on the sea surface background

II                                        Main Part

Since the signal scattered by the object on polarization orthogonal to radiated signal is partially coherent to the signal on the match polarization, the latter can be used as the basis for tracking narrow band reception of the orthogonally polarized signal component [12] Experimental investigations were conducted using 4 mm wave coherent-impulse radar The possibility of swimmers detection was examined In Fig1 presented are the signals scattered by sea surface on 4 mm wave with radiation of inclined in 45° polarization and realization of auto and mutually-correlation processing orthogonally to polarized components (curves 1, 2, 3, correspondingly) Curves 1 and

2  illustrate sea clutter variance change in time on orthogonal polarizations Curve 3 corresponds to time dependence of the mutual correlation of orthogonally polarized components Having compared curves 1, 2 and 3 one can see that mutually correlation processing (curve 3) allows essentially decreasing the sea clutter value In Fig1 b one can see the results of auto and mutual correlation processing of the signal from sea section with swimmer The swimmer σ values with probability in 90 % were about -12-^-13 dB/m^ (on the sea surface σ mean value in the radar resolution element was about -20 dB/m^)

Application of the basic detection modes (on indicator with brightness or amplitude mark, with acoustic detection mode) and the basic systems with 2 cm, 3 cm and 10 cm wave lengths and pulse width up to 0,05 με have not provided object detection

At the same time at mutually correlation processing of the signals on orthogonal polarizations (curve 3 in Fig1 b) one can see the moment when swimmer is in the resolution element

III                                       Conclusion

The experiments conducted have confirmed the possibility of enhancing the radar observability of low speed objects on the sea surface background using polarization-spectral distinctions of scattered signals

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