DOI: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2020-1-4

METHOD FOR SELECTING A CLASSIFIED TRAINING SAMPLE FOR RADAR’S ELEVATION CHANNELS

D. S. Semenov, D. M. Piza

Abstract


Context. Under conditions of simultaneous exposure to active and passive interference, the passive component decorrelates the active component of the combined interference in the receiving channels of the surveillance radar, which significantly reduces the effectiveness of its suppression. Therefore, in order to adapt the weight coefficients of the spatial filter during spatio-temporal processing of radar signals, it is necessary, by one method or another, to form a classified training sample generated only by active noise interference.

Objective. The goal is to optimize the choice of a method for generating a classified training sample for various elevation channels of the radar field of view, taking into account the predicted distribution of passive interference in range.

Method. An analytical assessment of the distribution of the most powerful Cb type cumulonimbus cloud systems, followed by mathematical modeling of the effectiveness of the active noise suppression using various training samples generation methods.

Results. Based on the performed analytical calculations, it was shown that in the upper part of the field of view of surveillance radar in the sector of elevation angles from 6º to 30º, the upper boundary of Cb type clouds does not exceed 75 km, which guarantees the absence of passive interference at the end of the radar range. This makes it possible to form a training sample at a time interval located before the radiation of the next probe pulse. In the lower part of the field of view in the sector of angles 0º to 6º, the upper boundary of the clouds is located at a distance of 75–270 km, which does not allow the formation of a training sample at the end of the radar range. It is proposed to use the correlation method, in which the time interval for the formation of the training sample is determined by the “on the fly” analysis of the magnitude of the inter-channel correlation coefficient. The choice of the interval with the highest value of inter-channel correlation during the repetition period allows us to form a training sample with the least influence of passive interference on the process of suppressing the active component of the combined interference. As a result of modeling, it was found that the use of a training sample significantly reduces the duration of the transient process when forming the weight coefficients of the spatial filter and, accordingly, improves the quality of the suppression of active interference.

Conclusions. The scientific novelty of the work lies in the fact that for the first time the problem of individual selection of a classified training sample for the surveillance radar elevation channels has been solved. Practical significance consists in the development of a methodology for analyzing the location of the most powerful cloud systems in range in the radar field of view with varying degrees of influence of passive interference in elevation channels in a real signal-noise environment. To the practical novelty should also include the results of simulation modeling, which confirm the need to choose a method for generating a classified training sample in different elevation channels of the radar viewing area should also be attributed. 


Keywords


Combined interference, classified training sample, modeling, inter-channel correlation coefficient modulus.

Full Text:

PDF

References


Shirman Ja. D., Golikov V. N., Busygin I. N. i dr. ; pod obshh. red. Ja. D. Shirmana. Teoreticheskie osnovy radiolokacii : ucheb. posobie dlja vuzov. Moscow, Sov. radio, 1970, 560 p.

Zhuravlev A. K., Hlebnikov V. A., Rodimov A. P. Adaptivnye radiotehnicheskie sistemy s antennymi reshetkami. Leningrad, Izd. Leningradskogo universiteta, 1991, 544 p.

Piza D. M., Romanenko S. N., Semenov D. S. Korreljacionnyj metod formirovanija obuchajushhej vyborki dlja adaptacii prostranstvennogo fil’tra, Radio Electronics, Computer Science, Control, 2018, No. 3, pp. 34–39. DOI: 10.15588/1607-3274-2018-3-4.

Grigor’ev V.V. Kombinirovannaja obrabotka signa-lov v sistemah radiosvjazi. Moscow, JeKO-TRENDZ, 2002, 262 p.

Abramovich Ju.I. Predel’naja skorost’ shodimosti processov adaptivnoj nastrojki sistem kompensacii pomeh v uslovijah neklassifici-rovannoj obuchajushhej vyborki, Radiotehnika i jelektronika, 1982, Vyp. 8, pp. 1534–1538.

Abramovich Ju. I., Kachur V. G. Bystrodejstvie poocherednoj nastrojki razdel’nyh sistem zashhity ot kombinirovannyh pomeh, Radiotehnika i jelektronika, 1969, Vyp. 1, pp. 52–58.

Piza D. M., Moroz G. V Metody formirovanija klassificirovannoj obuchajushhej vyborki dlja adaptacii vesovyh kojefficientov avtokompensatora pomeh, Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Radiojelektronika, 2018, No. 1, pp. 47–54 DOI: 10.20535/80021347016060030.

Bespalov D. P. i dr.; red.: Surygina L. K. Atlas oblakov / Feder. Sluzhba po gidrome-teorologii i monitoringu okruzhajushhej sredy (Rosgidromet), Gl. geofiz. observatorija im. A.I. Voejkova. Sankt-Peterburg, D’ART, 2011, 248 p.

Lehovickij D. I. Adaptivnye reshetchatye fil’try dlja sistem prostranstvenno-vremennoj obrabotki nestacionarnyh gaussovyh processov, Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Radiojelektronika, 2018, No. 11, pp. 607–642. DOI: 10.20535/S0021347018110018.

Piza D. M., Semenov D. S., Morshhavka S. V. Ocenka jeffektivnosti diskretnyh algoritmov adaptacii vesovyh kojefficientov pri prostranstvenno-vremennoj obrabotke radiolokacionnyh signalov, Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Radiojelektronika, 2019, No. 1, pp. 8–15. DOI: 10.20535/S0021347019010023.

Ivlev D. N., Orlov I. Ja., Sorokina A. V., Fitasov E. S. Adaptivnye algoritmy kompensacii pomeh : uchebnometodicheskoe posobie ; Min-vo obrazovanija i nauki RF, Nizhnenovgorodskij gos. universitet im. N. I. Lobachevskogo. Nizhnij Novgorod, NNGU im. N. I. Lobachevskogo, 2014, 87 p.

Sposib kompensacii’ aktyvnoi’ skladovoi’ kombinovanoi’ zavady: pat. 48705 Ukrai’na: MPK G01S 7/36. №u200911296; zajavl. 06.11.2009; opubl. 25.03.2010, Bjul. № 6.

Anohin V. D., Simohammed Vauzi, Kil’djushhevskaja V. G. Obrabotka radiolokacionnyh signalov na fone kombinirovannyh pomeh. Moscow, Radiotehnika, 2009, No. 5, pp. 133–136.

Ustrojstvo kompensacii aktivnyh pomeh: pat. 2444751 Rossijskaja federacija: MPK G01S 7/36. №2009108762/09; zajavl. 10.03.2009; opubl. 10.03.2012.

Sposib zahystu kogerentno-impul’snyh radiolokacijnyh stancij vid kombinovanyh zavad: pat. 78120 Ukrai’na: MPK G01S 7/36. № u201210218; zajavl. 28.08.2012; opubl. 11.03.2013, Bjul. №5.

Piza D. M., Lavrent’ev V. N., Semenov D. S. Metod formirovanija klassificirovannoj obuchajushhej vyborki dlja avtokompensatora pomeh pri vremjapro-stranstvennoj fil’tracii signalov, Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Radiojelektronika, 2016, No. 3, pp. 18–22. DOI 10.15588/1607-32742016-3-2.

Korn G. Spravochnik po matematike dlja nauchnyh rabotnikov i inzhenerov. Moscow, Nauka, 1973, 832 p.


GOST Style Citations


1. Теоретические основы радиолокации : учеб. пособие для вузов / Я. Д. Ширман, В. Н. Голиков, И. Н. Бусыгин и др. ; под общ. ред. Я. Д. Ширмана. – М. : Сов. радио, 1970. – 560 с.

2. Журавлев А. К. Адаптивные радиотехнические системы с антенными решетками / А. К. Журавлев, В. А. Хлебников, А. П. Родимов. – Ленинград : Изд. Ленинградского университета, 1991. – 544 с.

3. Пиза Д. М. Корреляционный метод формирования обучающей выборки для адаптации пространственного фильтра. / Д. М. Пиза, С. Н. Романенко, Д. С. Семенов // Радиоэлектроника, информатика, управление. – 2018. – № 3. – С. 34–39. DOI: 10.15588/1607-3274-2018-3-4.

4. Григорьев В. В. Комбинированная обработка сигналов в системах радиосвязи / В. В. Григорьев. – М. : ЭКОТРЕНДЗ, 2002. – 262 с.

5. Абрамович Ю. И. Предельная скорость сходимости процессов адаптивной настройки систем компенсации помех в условиях неклассифицированной обучающей выборки / Ю. И. Абрамович // Радиотехника и электроника, 1982. – Вып. 8. – С. 1534–1538.

6. Абрамович Ю. И. Быстродействие поочередной настройки раздельных систем защиты от комбинированных помех/ Ю. И. Абрамович, В. Г. Качур // Радиотехника и электроника, 1969. – Вып. 1. – С. 52–58.

7. Пиза Д. М. Методы формирования классифицированной обучающей выборки для адаптации весовых коэффициентов автокомпенсатора помех / Д. М. Пиза, Г. В. Мороз // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. – 2018. – № 1. – С. 47–54 DOI: 10.20535/80021347016060030.

8. Атлас облаков / Федер. Служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Рос-гидромет), Гл. геофиз. обсерватория им. А. И. Воейкова; [Д. П. Беспалов и др.; ред.: Л. К. Сурыгина]. – Санкт-Петербург : Д’АРТ, 2011. – 248 с.

9. Леховицкий Д. И. Адаптивные решетчатые фильтры для систем пространственно-временной обработки нестационарных гауссовых процессов / Д. И. Леховицкий //
Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. – 2018. – № 11. – С. 607–642. DOI: 10.20535/S0021347018110018.

10. Пиза Д. М. Оценка эффективности дискретных алгоритмов адаптации весовых коэффициентов при пространственно-временной обработке радиолокационных сигналов / Д. М. Пиза, Д. С. Семенов, С. В. Морщавка // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. – 2019. – № 1. – С. 8–15. DOI: 10.20535/S0021347019010023.

11. Адаптивные алгоритмы компенсации помех : учебнометодическое пособие / [Д. Н. Ивлев, И. Я. Орлов, А. В. Сорокина, Е. С. Фитасов ]; Мин-во образования и науки РФ, Нижненовгородский гос. университет им. Н. И. Лобачевского. – Нижний Новгород : ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2014. – 87 с.

12. Спосіб компенсації активної складової комбінованої завади: пат. 48705 Україна: МПК G01S 7/36 . № u200911296; заявл. 06.11.2009; опубл. 25.03.2010, Бюл. №6.

13. Анохин В. Д. Обработка радиолокационных сигналов на фоне комбинированных помех / В. Д. Анохин, Ваузи Симохаммед, В. Г. Кильдющевская // Радиотехника. – 2009. – № 5. – С. 133–136.

14. Устройство компенсации активных помех: пат. 2444751 Российская федерация: МПК G01S 7/36 . №2009108762/09; заявл. 10.03.2009; опубл. 10.03.2012.

15. Спосіб захисту когерентно-імпульсних радіолокаційних станцій від комбінованих завад: пат. 78120 Україна: МПК G01S 7/36. № u201210218; заявл. 28.08.2012; опубл. 11.03.2013, Бюл. №5.

16. Пиза Д. М. Метод формирования классифицированной обучающей выборки для автокомпенсатора помех при времяпространственной фильтрации сигналов / Д. М. Пиза, В. Н. Лаврентьев, Д. С. Семeнов // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. – 2016. – № 3. – С. 18–22. DOI 10.15588/1607-3274-2016-32.

17. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн. – M. : Наука, 1973. – 832 с.







Copyright (c) 2020 D. S. Semenov, D. M. Piza

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Address of the journal editorial office:
Editorial office of the journal «Radio Electronics, Computer Science, Control»,
National University "Zaporizhzhia Polytechnic", 
Zhukovskogo street, 64, Zaporizhzhia, 69063, Ukraine. 
Telephone: +38-061-769-82-96 – the Editing and Publishing Department.
E-mail: rvv@zntu.edu.ua

The reference to the journal is obligatory in the cases of complete or partial use of its materials.