Analysis of sensitivity of target tracking systems to external interference in multichannel radars with fixed parameters

Abstract

The multichannel and fixed parameters radars for tracking targets with the phased array antennas are widely used in modern military surveillance systems. The modular integration of a phased antenna array with digital processors allows to realize the command and control functions of antenna patterns for tracking multiple targets in the time resolution modes. Tracking of the air targets in range, radial speed and angular coordinates of evaluations and azimuth is provided by means of the multichannel radars without adaptation modes to the characteristics of external influences. Thus, adjusting the algorithms of tracking systems to the maximum maneuverability of the air targets can lead to a significant reduction in the accuracy of surveillance in comparison with the potentially achievable accuracy for such radars of tracking the linear flight targets in the long duration of time. In the case of adjusting the algorithms of tracking systems to either low intensity of flying targets, or lack of the aircraft maneuvering, it is possible to significantly increase the error of the aircraft flying information, and as a result to have a disruption of tracking the air targets. The increase in the parameters of the tracking error in relation to the influence of external interference were obtained as a result of the study. As a result of research, it is possible to assess the feasibility of adapting to certain characteristics of external influences, and provide recommendations for selecting and fixing the parameters of algorithms of tracking systems to ensure their versatility to surveillance targets with both high maneuverability, and implementing the stealth technology.У сучасних радіотехнічних системах військового призначення широко застосовуються багатоканальні радіолокаційні станції (РЛС) супроводження цілей з фазованою антенною решіткою (ФАР). Використання ФАР у комбінації з цифровою обчислювальною технікою дозволяє керувати діаграмою спрямованості РЛС і супроводжувати декілька цілей в режимі розподілу часу. Супроводження повітряних цілей в багатоканальній РЛС забезпечується підсистемами за дальністю, радіальною швидкістю та кутовими координатами, в більшості випадків без адаптації до характеристик зовнішніх впливів. Так, налаштування алгоритмів слідкуючих систем на максимальні маневрені можливості повітряних цілей можуть призводити до суттєвого зниження точності супроводження відносно потенційно досяжного на ділянці відсутності маневрування, яка буває досить тривалою. У разі налаштування алгоритмів слідкуючих систем на низьку інтенсивність, або відсутність маневрування, можливе надто суттєве зростання помилки на ділянці здійснення маневру з максимальними можливостями літального апарату. Дане питання досить ефективно вирішується в адаптивних слідкуючих системах. У даній публікації проведено аналіз можливих втрат в точності слідкування в системах з фіксованими параметрами, у разі коли налаштування параметрів алгоритмів слідкуючих систем не співпадають з характеристиками зовнішніх впливів відносно потенційно можливих. Досліджено вплив параметрів стохастичної моделі руху цілі з експоненційно корельованими значеннями прискорення цілі та моделі спостережень на потенційну точність радіотехнічної слідкуючої системи за дальністю, а також у разі фіксації параметрів отримані залежності відносного збільшення помилки супроводження. У результаті проведених досліджень, з’являється можливість оцінки доцільності адаптації до певних характеристик зовнішніх впливів, та надання рекомендацій щодо вибору і фіксації параметрів алгоритмів слідкуючих систем для забезпечення їх універсальності застосування до супроводження цілей з постійно зростаючими маневреними можливостями та малою помітністю.