Evaluation of the accuracy of measuring the radial velocity of a target with an exponential and alternating decrease in phase correlation of the burst radio signal

Abstract

The article deals with the estimation of the radial velocity when using a coherent burst of radio pulses as applied to the presence of correlated fluctuations of the initial phases in the radio pulses reflected from the target. The accuracy of the measurement of the burst frequency is evaluated for case of coordinated processing without taking intoaccount the phase fluctuations. The signals at the input of the radar’s receiver is an additive mixture of signals reflected from the targets, and uncorrelated Gaussian noise, that is the assumption of investigating. It is assumed, that the phasefluctuations of the received radio pulses bursts are distributed according to normal probability laws with zero mean, and correlations of phase fluctuations decrease with exponential or alternating, sign-variable laws by increasing interval between radio pulses within the bursts. This analysis makes it possible to determine the conditions under which the complication of the processing algorithm for this radar signal is considered justified.

Удосконалення та розвиток сучасних аеродинамічних об'єктів радіолокаційного спостереження викликає збільшення вимог до їх засобів виявлення та відстеження. Збільшення маневруючих можливостей мішеней і здатність їх виконувати поставлені завдання на малих висотах з округленням місцевості обумовлює необхідність оцінки отриманої відстані до мети з різними радарами з максимально високою точністю. Визначення радіальної швидкості мішені при первинній обробці радіолокаційної інформації здійснюється в когерентно-імпульсному радіолокаторі, який використовує когерентний викид радіоімпульсів в якості звукового сигналу. Ступінь когерентності цього вибуху визначає тривалість його фазової структури і, як наслідок, міру дозволу радіальної швидкості і точність вимірювання радіальної швидкості повітряного об'єкта. Метою статті є аналіз впливу статистичних характеристик флуктуацій початкових фаз радіальних імпульсів отриманого когерентного вибуху на зниження точності вимірювання радіальної швидкості мішені. Результати. У статті розглядаються питання оцінювання радіальної швидкості при використанні когерентної пачки радіоімпульсів стосовно випадку наявності у відбитих від цілі радіоімпульсах корельованих флуктуацій початкових фаз. Оцінюється точність вимірювання частоти пачки для випадку узгодженої обробки без врахування фазових флуктуацій її радіоімпульсів. Розгляд проводиться у припущенні, що на вхід приймального пристрою РЛС надходить адитивна суміш відбитих від цілей сигналів й некорельованого гаусівського шуму. Вважається, що фазові флуктуації радіоімпульсів прийнятої пачки розподілені за нормальним законом знульовим середнім, а кореляція фазових флуктуацій зі збільшенням інтервалу між радіоімпульсами пачки убуває за експоненціальним або знакозмінним законами. Наведений аналіз дозволяє визначити умови, при яких ускладнення алгоритму обробки даного радіолокаційного сигналу вважається виправданим. Висновки. В результаті досліджень визначено, що вплив реальних умов радіолокаційного спостереження призводить до появи флуктуацій початкових фаз радіоімпульсів повторного спалаху. Точність вимірювання радіальної швидкості мішені значно залежить від статистичних характеристик фазових коливань, значення яких визначають умови оптимізації частотно-часової обробки радіолокаційного сигналу.