МЕТОД ПЕРЕДСПОТВОРЕННЯ ФАЗИ ДЛЯ ЗНИЖЕННЯ РІВНЯ БІЧНИХ ПЕЛЮСТОК ФУНКЦІЇ АВТОКОРЕЛЯЦІЇ СИГНАЛІВ ІЗ НЕЛІНІЙНОЮ ЧАСТОТНОЮ МОДУЛЯЦІЄЮ
DOI:
https://doi.org/10.46972/2076-1546.2025.29.02Ключові слова:
сигнали з нелінійною частотною модуляцією, математична модель, стрибок миттєвої фази та частоти, автокореляційна функція, максимальний рівень бічних пелюстокАнотація
Одним із визначальних етапів розвитку радіолокаційних систем стало запровадження складних сигналів із внутрішньоімпульсною модуляцією частоти або фази, що забезпечило збільшення тривалості зондувальних сигналів, тобто їх потужності, без втрати розрізнювальної здатності за дальністю завдяки стисненню луна-сигналів у пристроях узгодженого оброблення. Негативним наслідком від застосування таких сигналів є наявність бічних пелюсток автокореляційних функцій, рівень яких відносно максимуму для сигналів із лінійною частотною модуляцією становить 13 дБ. Тло бічних пелюсток «розтягує» зону дії пасивних перешкод за дальністю, що погіршує потенційні можливості радіолокаційних засобів із виявлення цілей. Зниження максимального рівня бічних пелюсток сигналу на виході узгодженого фільтра є актуальним завданням, яке можна вирішити шляхом використання сигналів із нелінійною частотною модуляцією. Статтю присвячено розробленню методу зниження максимального рівня бічних пелюсток автокореляційних функцій багатофрагментних нелінійно-частотно-модульованих сигналів за рахунок введення додаткових стрибків миттєвої фази на стиках фрагментів. Відмінною особливістю запропонованого методу від відомих є те, що він застосовується для математичних моделей, які забезпечують розрахунок та компенсацію частотно-фазових спотворень у моменти переходів від одного фрагмента сигналу до іншого. Проведений аналіз відомих публікацій показує, що для таких математичних моделей метод фазового передспотворення раніше не застосовувався. Отже, завданням цього дослідження є визначення доцільності введення додаткових фазових стрибків на переходах між фрагментами сигналів із нелінійною частотною модуляцією. Розглядаються дво- та трифрагментні сигнали, до складу яких входять фрагменти як із лінійними, так і з нелінійними законами частотної модуляції. Дослідження підтвердили, що можна підібрати такі значення стрибків миттєвої фази, за яких максимальний рівень бічних пелюсток знижується. Для наведених параметрів сигналів максимальне зниження становить 2,33 дБ, найнижче значення максимального рівня бічних пелюсток -24,63 дБ отримано для трифрагментного сигналу з лінійною частотною модуляцією, а зниження цього рівня за рахунок введення додаткових стрибків миттєвої фази становить 1,11 дБ.
Посилання
Cook, C. E., & Bernfeld, M. (1993). Radar Signals: An Introduction to Theory and Application. Boston, Artech House.
Meikle, H. (2008). Modern Radar Systems. (2nd ed.). Norwood: Artech House, Inc.
Levanon, N., & Mozeson, E. (2004). Radar Signals. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. https://doi.org/10.1002/0471663085
Нryzo, A. A., Kostyria, O. O., & Fedorov, A. V. et al. (2025). Assessment of the Quality of Detection of a Radar Signal with Nonlinear Frequency Modulation in the Presence of a Non-Stationary Interfering Background. Radio Electronics, Computer Science, Control, 1 (72), 18–29. https://doi.org/10.15588/1607-3274-2025-1-2
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Dodukh, O. M. et al. (2023). Mathematical Model of a Two-Fragment Signal with a Non-Linear Frequency Modulation in the Current Period of Time. Visnyk NTUU KPI Seriia – Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia [Bulletin NTUU KPI. Series – Radio Engineering. Radio Equipment Manufacturing], 92, 60–67. https://doi.org/10.20535/RADAP.2023.92.60-67
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Dodukh, O. M. et al. (2023). Mathematical Model of the Current Time for Three-Fragment Radar Signal With Non-Linear Frequency Modulation. Radio Electronics, Computer Science, Control, 3 (63), 17–26. https://doi.org/10.15588/1607-3274-2023-3-2
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Dodukh, O. M. (2023). Kompensatsiia spotvoren chastotno-chasovoi struktury kombinovanoho syhnalu za umovy riznoi kilkosti pokhidnykh myttievoi fazy yoho frahmentiv [Compensation for Distortions of the Frequency-Time Structure of the Combined Signal Under the Condition of Different Number of Derivatives of the Instantaneous Phase of Its Fragments]. Zb. nauk. prats Kharkivskoho nats. un-tu Povitrianykh Syl [Scientific Works of Kharkiv National Air Force University], 4 (78), 70–75. https://doi.org/10.30748/zhups.2023.78.10 [in Ukrainian].
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Khudov, H. V. et al. (2024). Mathematical Model of Current Time of Signal From Serial Combination Linear-Frequency and Quadratically Modulated Fragments. Radio Electronics, Computer Science, Control, 2 (69), 24–33. https://doi.org/10.15588/1607-3274-2024-2-3
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Khudov, H. V. et al. (2024). Two-Fragment Non-Linear-Frequency Modulated Signals with Roots of Quadratic and Linear Laws Frequency Changes. Radio Electronics, Computer Science, Control, 1 (68), 17–27. https://doi.org/10.15588/1607-3274-2024-1-2
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Dodukh, O. M. (2024). Kombinovani dvofrahmentni radiolokatsiini syhnaly z liniinym ta eksponentsialnym zakonamy chastotnoi moduliatsii [Combined Two-Fragment Radar Signals with Linear and Exponential Frequency Modulation Laws]. Systemy ozbroiennia ta viiskovoi tekhniky [Systems of Arms and Military Equipment], 4 (76), 58–64. https://doi.org/10.30748/soivt.2023.76.06 [in Ukrainian].
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Dodukh, O. M. et al. (2023). Improvement of Mathematical Models with Time-Shift of Two- and Tri-Fragment Signals with Non-Linear Frequency Modulation. Visnyk NTUU KPI Seriia – Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia [Bulletin NTUU KPI. Series – Radio Engineering. Radio Equipment Manufacturing], 93, 22–30. https://doi.org/10.20535/RADAP.2023.93.22-30
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Solomonenko, Yu. S. et al. (2024). Mathematical Model of Shifted Time of Combined Signals Part of Fragments with Linear and Quadratic Frequency. Visnyk NTUU KPI Seriia – Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia [Bulletin NTUU KPI. Series – Radio Engineering. Radio Equipment Manufacturing], 97, 5–11. https://doi.org/10.20535/RADAP.2024.97.5-11
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Dodukh, O. M. (2024). Syntez matematychnoi modeli zi zsuvom chasu kombinovanoho syhnalu z liniinoiu ta kubichnoiu moduliatsiieiu chastoty [Synthesis of the Time-Shifted Mathematical Model of a Combined Signal with Linear and Cubic Frequency Modulation]. Systemy obrobky informatsii [Information Processing Systems], 1 (176), 73–81. https://doi.org/10.30748/soi.2024.176.09 [in Ukrainian].
Zhaoa, Yu., Ritchieb, M., & Lua, X. et al. (2020). Non-Continuous Piecewise Nonlinear Frequency Modulation Pulse with Variable Sub-Pulse Duration in a MIMO SAR Radar System. Remote Sensing Letters, 11 (3), 283–292. https://doi.org/10.1080/2150704X.2019.1711237
Anoosha, Ch, & Krishna, B. T. (2022). Peak Side Lobe Reduction Analysis of NLFM and Improved NLFM Radar Signal with Non-Uniform PRI. Aiub Journal of Science and Engineering (AJSE), 21 (2), 125–131. https://doi.org/10.53799/ajse.v21i2.440
Cheng, Z., Sun, Z., & Wang, J. et al. (2024). Magneto-Acousto-Electrical Tomography using Nonlinearly Frequency-Modulated Ultrasound. Phys Med Biol, 69 (8), PMID: 38422542. https://doi.org/10.1088/1361-6560/ad2ee5
Shen Peng, Jing Jian, Luo Zhitao et al. (2024). Nonlinear Frequency Modulation Tfm with Second-Order Tgv and Butterworth Filter for Detection of Cfrp Composites. Available at SSRN. http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4747512
Kostyria, O. O., Hryzo, A. A., & Trofymov, I. M. et al. (2025). Method for Studying the Time-Shifted Mathematical Model of a Two-Fragment Signal with Nonlinear Frequency Modulation. Radio Electronics, Computer Science, Control, 3 (74), 6–16. https://doi.org/10.15588/1607-3274-2025-3-1
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
