Zastosowanie metod histogramowych w analizie sygnałów o długich cyklach okresu powtarzania impulsów

Podobne dokumenty
TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

A. Cel ćwiczenia. B. Część teoretyczna

A4: Filtry aktywne rzędu II i IV

WAHADŁO SPRĘŻYNOWE. POMIAR POLA ELIPSY ENERGII.

9. Sprzężenie zwrotne własności

R w =

Pomiary napięć przemiennych

(U.3) Podstawy formalizmu mechaniki kwantowej

Przestrzenne uwarunkowania lokalizacji źródeł sygnałów radiowych na bazie pomiaru częstotliwości chwilowej

ZARYS METODY OPISU KSZTAŁTOWANIA SKUTECZNOŚCI W SYSTEMIE EKSPLOATACJI WOJSKOWYCH STATKÓW POWIETRZNYCH

Temat ćwiczenia: POMIARY W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH PRĄDU STAŁEGO. A Lp. U[V] I[mA] R 0 [ ] P 0 [mw] R 0 [ ] 1. U 0 AB= I Z =

MODYFIKACJA KOSZTOWA ALGORYTMU JOHNSONA DO SZEREGOWANIA ZADAŃ BUDOWLANYCH

MOŻLIWOŚCI SYNCHRONIZACJI TORÓW POMIAROWYCH DWÓCH RÓŻNYCH PRĄDNIC PRZETWORNIKÓW

( ) + ( ) T ( ) + E IE E E. Obliczanie gradientu błędu metodą układu dołączonego

MODEL SYMULACYJNY MASZYNY RELUKTANCYJNEJ PRZEŁĄCZALNEJ

DRGANIA WŁASNE RAM OBLICZANIE CZĘSTOŚCI KOŁOWYCH DRGAŃ WŁASNYCH

ZASTOSOWANIE DYSKRETNEJ ANALIZY FALKOWEJ DO WYKRYWANIA ZWARĆ ZWOJOWYCH W SILNIKU INDUKCYJNYM

Ćwiczenie 5. Pomiary parametrów sygnałów napięciowych. Program ćwiczenia:

Podstawy rachunku prawdopodobieństwa (przypomnienie)

Wykład 21: Studnie i bariery cz.1.

Analiza nośności poziomej pojedynczego pala

Koła rowerowe malują fraktale

ładunek do przewiezienia dwie możliwości transportu

Algebra liniowa z geometrią analityczną

Algorytm wyznaczania krotności diagnostycznej struktury opiniowania diagnostycznego typu PMC 1

ZASTOSOWANIE SIECI NEURONOWYCH DO WYKRYWANIA I LOKALIZACJI ZWARĆ ZWOJOWYCH SILNIKA INDUKCYJNEGO ZASILANEGO Z PRZEKSZTAŁTNIKA CZĘSTOTLWIOŚCI

MONITORING PRZESTRZENI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

KONCEPCJA SYSTEMU BONIFIKAT DLA ODBIORCÓW ZA NIEDOTRZYMANIE PRZEZ DOSTAWCĘ WYMAGANEGO POZIOMU JAKOŚCI NAPIĘCIA

DSP-MATLAB, Ćwiczenie 5, P.Korohoda, KE AGH. Ćwiczenie 5. Przemysław Korohoda, KE, AGH

ZAŁĄCZNIK NR 2 AUTOREFERAT

Filtracja pomiarów z głowic laserowych

Zastosowania programowalnych układów analogowych isppac

ZASTOSOWANIE SIECI NEURONOWEJ RBF W REGULATORZE KURSU STATKU

Matematyka dyskretna. Wykład 2: Kombinatoryka. Gniewomir Sarbicki

Ćwiczenie nr 1: Wahadło fizyczne

OPTYMALIZACJA PRZEPUSTOWOŚCI SIECI KOMPUTEROWYCH ZA POMOCĄ ALGORYTMÓW GENETYCZNYCH

POLITECHNIKA OPOLSKA

Zaliczenie wykładu Technika Analogowa Przykładowe pytania (czas zaliczenia minut, liczba pytań 6 8)

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu asymetrii obciążenia na pracę sieci

KOMPENSACJA UOGÓLNIONEJ MOCY BIERNEJ

Wpływ zamiany typów elektrowni wiatrowych o porównywalnych parametrach na współpracę z węzłem sieciowym

Przetwarzanie sygnałów biomedycznych

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN ZAKŁAD MECHATRONIKI LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI INSTRUKCJA

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA WYKŁAD 5.

Sygnały stochastyczne

4.15 Badanie dyfrakcji światła laserowego na krysztale koloidalnym(o19)

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Konwekcja wymuszona - 1 -

Badanie stacjonarności szeregów czasowych w programie GRETL

ROZDZIAŁ 10 METODA KOMPONOWANIA ZESPOŁU CZYNNIKI EFEKTYWNOŚCI SKŁADU ZESPOŁU

(u) y(i) f 1. (u) H(z -1 )

ZASTOSOWANIE ALGORYTMU GENETYCZNEGO DO OPTYMALNEJ DYSKRETYZACJI WSPÓŁCZYNNIKÓW WAGOWYCH CYFROWYCH FILTRÓW SOI

WPŁYW SPEKTRALNEGO CIEPŁA KRYSTALIZACJI NA POSTAĆ KRZYWEJ ATD

Grupowanie sekwencji czasowych

Ćw. 5. Badanie ruchu wahadła sprężynowego sprawdzenie wzoru na okres drgań

III. Przebieg ćwiczenia. 1. Generowanie i wizualizacja przebiegów oraz wyznaczanie ich podstawowych parametrów

Β2 - DETEKTOR SCYNTYLACYJNY POZYCYJNIE CZUŁY

Optymalizacja harmonogramów budowlanych - problem szeregowania zadań

Wstęp. Przygotowanie materiału doświadczalnego do badań. Zastosowanie logiki rozmytej do obliczeń

METODA OBLICZEŃ TRWAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH Z ZASTOSOWANIEM DWUPARAMETRYCZNYCH CHARAKTERYSTYK ZMĘCZENIOWYCH

Metryka radaru w bazie danych systemu rozpoznania elektronicznego

REFERAT PRACY MAGISTERSKIEJ Symulacja estymacji stanu zanieczyszczeń rzeki z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych.

Prognozowanie notowań pakietów akcji poprzez ortogonalizację szeregów czasowych 1

Stanisław Cichocki. Natalia Nehrebecka. Wykład 10

1 Przestrzeń zdarzeń elementarnych

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

Macierz wariancji i kowariancji modelu ryzyka w ocenie zmienności stanów ryzyka

WPŁYW SZUMÓW KOLOROWYCH NA DZIAŁANIE FILTRU CZĄSTECZKOWEGO

Wyznaczanie rozmiaro w przeszko d i szczelin za pomocą s wiatła laserowego

Wybrane rozkłady zmiennych losowych i ich charakterystyki

HIERARCHICZNY SYSTEM ZARZĄDZANIA RUCHEM LOTNICZYM - ASPEKTY OCENY BEZPIECZEŃSTWA

Koła rowerowe kreślą fraktale

Do Szczegółowych Zasad Prowadzenia Rozliczeń Transakcji przez KDPW_CCP

WYKŁAD 5 METODY OPTYMALIZACJI NIELINIOWEJ BEZ OGRANICZEŃ

ZESZYTY NAUKOWE UNIWERSYTETU SZCZECIŃSKIEGO NR 760 FINANSE, RYNKI FINANSOWE, UBEZPIECZENIA NR

Kierunki racjonalizacji jednostkowego kosztu produkcji w przedsiębiorstwie górniczym

Modelowanie przez zjawiska przybliżone. Modelowanie poprzez zjawiska uproszczone. Modelowanie przez analogie. Modelowanie matematyczne

4. Weryfikacja modelu

REALIZACJA NA POZIOMIE RTL OBLICZANIA PIERWIASTKA KWADRATOWEGO Z UŻYCIEM METODY NIEODTWARZAJĄCEJ

P(T) = P(T M) = P(T A) = P(T L) = P(T S) = P(T L M) = P(T L A) = P(T S M) = P(T S A) =

Wyznaczenie prędkości pojazdu na podstawie długości śladów hamowania pozostawionych na drodze

UZUPEŁNIENIA DO WYKŁADÓW A-C

Prawdopodobieństwo i statystyka

WYMAGANIA Z WIEDZY I UMIEJĘTNOŚCI NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE SZKOLNE DLA KLASY 3g. zakres rozszerzony

LABORATORIUM 4: Wpływ operatorów mutacji na skuteczność poszukiwań AE

Zastosowanie informatyki w elektrotechnice

Detekcja i śledzenie ruchomych obiektów w obrazie

OCENA JAKOŚCI PROCESU LOGISTYCZNEGO PRZEDSIĘBIORSTWA PRZEMYSŁOWEGO METODĄ UOGÓLNIONEGO PARAMETRU CZĘŚĆ II

PRAKTYCZNE ASPEKTY STATYCZNEJ ESTYMACJI STANU PRACY ELEKTROENERGETYCZNYCH SIECI DYSTRYBUCYJNYCH W WARUNKACH KRAJOWYCH

Bilansowanie hierarchicznej struktury zasobów w planowaniu przedsięwzięć inżynieryjno-budowlanych

Kinetyka chemiczna kataliza i reakcje enzymatyczne

Katedra Energetyki. Laboratorium Elektrotechniki OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA. Temat ćwiczenia: I ZABEZPIECZENIA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

Metody numeryczne. Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Wydział Elektrotechniki, Informatyki i Telekomunikacji Uniwersytet Zielonogórski

Kodowanie informacji w systemach cyfrowych

Wykorzystanie logiki rozmytej w badaniach petrofizycznych

Ochrona odgromowa obiektów budowlanych. Nowe wymagania wprowadzane przez normy

WYKORZYSTANIE AKCELEROMETRU I ŻYROSKOPU MEMS DO POMIARU DRGAŃ W NAPĘDZIE BEZPOŚREDNIM O ZŁOŻONEJ STRUKTURZE MECHANICZNEJ

Kinetyka reakcji chemicznych Kataliza i reakcje enzymatyczne Kinetyka reakcji enzymatycznych Równanie Michaelis-Menten

Temat: Prawo Hooke a. Oscylacje harmoniczne. Zagadnienia: prawa dynamiki Newtona, siła sprężysta, prawo Hooke a, oscylacje harmoniczne,

CYKLICZNY PROBLEM PRZEPŁYWOWY Z PRZEZBROJENIAMI MASZYN

Transkrypt:

Kazimierz BANASIAK Wojsowa Aademia Techniczna, Wydział Eletronii doi:10.15199/48.2016.01.07 Zastosowanie metod histogramowych w analizie sygnałów o długich cylach oresu powtarzania impulsów Streszczenie. W artyule przedstawiono problem wyrywania cylu oresu powtarzania impulsów (Pulse Repetition Interval), ważny w rozpoznawaniu sygnałów radarowych. Pomiar parametrów sygnału, ich przetwarzanie, identyfiację typów, egzemplarzy i ich przeznaczenia oraz namiary i loalizację pracujących źródeł realizują urządzenia wali eletronicznej ELINT/ESM. Urządzenia te wyorzystują tory szeroopasmowe do szybiego wyrywania i opcjonalnie tory wąsopasmowe do precyzyjnej analizy sygnałów. W środowisu pomiarowym występuje duża liczba sygnałów o złożonych sposobach ich zmian oraz różnorodne załócenia. Utrudnia lub uniemożliwia to automatyczne przetwarzanie i często wymaga interwencji operatora, powodującej wydłużenie rozpoznania. W artyule przedstawiono zarys zweryfiowanego pratycznie autorsiego algorytmu, pozwalającego na automatyzację wyrywania długich cyli w rozpoznawanych sygnałach radarowych. Abstract. Radar recognition is a process based on signal acquisition and analysis of their specific characteristics of their parameters. One of the important parameters is the pulse repetition period () and cyclical nature of its changes. Detection of the specific nature of the hinder long cycles and a variety of noise measurement acquisition. The article presents a proven, proprietary algorithm that solves this problem. Analysis of signals with long pulse repetition period Słowa luczowe: Systemy ELINT/ESM, rozpoznawanie radarów, analiza oresu powtarzania impulsów, przechwyt sygnałów. Keywords: ELINT/ESM, recognition of radar emitters, analysis, signal interception. Wprowadzenie Współczesne wojsa są wyposażone w różnorodne urządzenia promieniujące energię eletromagnetyczną. Szczególnie ważne są urządzenia radioloacyjne, tóre są związane z systemami ierowania uzbrojeniem i mogą sutecznie przyczynić się do obrony wojs własnych oraz pośrednio uczestniczyć w działaniach destrucyjnych przeciwnia. Istnieje więc potrzeba uprzedzającego wyrywania oraz precyzyjnej identyfiacji, przeznaczenia i loalizacji pracujących radarów w celu ograniczenia suteczności ich działania (np. przez zastosowanie odpowiednich załóceń) lub też podjęcia działań prowadzących do ich fizycznego zniszczenia. Potrzeba efetywnego rozpoznania, umożliwiająca suteczne działanie wojs własnych z jednej strony, a z drugiej strony potrzeba przeciwdziałania ograniczającego suteczność wyorzystania energii eletromagnetycznej przez przeciwnia, były przyczyną wyodrębnienia działań, oreślanych jao wala eletroniczna EW [1] (Electronic Warfare). Do realizacji założonych celów EW wyorzystuje się różnorodne systemy i urządzenia, i ta lasa: ELINT (Electronic Intelligence) zapewnia precyzyjne, ciągłe rozpoznanie radarów i gromadzenie informacji. Wyorzystuje precyzyjne, często omercyjne, urządzenia odbiorcze, pomiarowe i analizujące sygnały. ESM (Electronic Support Measure) zapewnia wsparcie rozpoznawcze bezpośrednio na polu wali. RWR (Radar Warning Receiver) ostrzega o zagrożeniu. Występują też urządzenia ESM, posiadające możliwości prowadzenia analizy podobnej do realizowanej w systemach ELINT, stąd ich oznaczenie ESM/ELINT. Szeroo stosowane urządzenia ESM nie promieniują energii eletromagnetycznej, co jest wielą ich zaletą. Przyład taiego urządzenia 1 i jego struturę bloową przedstawia rys. 1. Urządzenia lasy RWR są zwyle elementami systemu EPM (Electronic Protective Measures) obrony samolotów i orętów. Przyład systemu ALQ-213 firmy Terma 2 i jego wyorzystania w systemie samoobrony samolotu przedstawiono na rys. 2. Ostrzegające RWR, stosowane w EPM, są całowicie zautomatyzowane i programowane na wyrywanie radarów zagrażających w wyonywaniu danej misji. Systemy EPM posiadają też możliwości przeciwdziałania ECM (Electronic Counter Masures) drogą generowania załóceń czynnych (JMR) i biernych (wyrzutnie dipoli - dipols dispenser). Rys. 1. Przyład urządzenia lasy ESM/ELINT Zasobni ACMDS dipole i flary 1 Źródła: Raport Wojso Technia Obronność nr 12/1999, PIT materiały informacyjne, Zdjęcie: Bellona, Wydanie Specjalne 2008,. Materiały IR WAT(autor był członiem zespołu projetującego) 2 Źródło: TERMA AS: AN/ALQ-213(V) Electronic Warfare Management System EWMS Rys. 2. Strutura zintegrowanego systemu zarządzania EW samolotu PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 1/2016 29

Załócenia utrudniają lub uniemożliwiają obserwację na wsaźniu radaru. Przyład 3 poazano na rys. 3b. W systemie EPM, ja na rys. 2, RWR jest jednym z dwu źródeł informacji dla systemu zarządzania EW ALQ- 213. Drugie źródło to system MWS (Missle Warning System) ostrzegający o starcie i zbliżaniu raiet. System posiada też możliwość mylenia (rys. 3) zbliżających się raiet pułapami termicznymi 4 (flars dispenser). a) czterech sygnałów S1, S2, S3 i S4 przedstawiono na rys. 5. Wyresy na rys. 5 przedstawiają trzy podstawowe parametry ciągu impulsów. Czas TOA [1-4] pozwala na oreślenie wartości (Pulse Repetition Interval -ores powtarzania impulsów) oraz na ojarzenie informacji odbieranej z różnych anałów częstotliwości. Wartości oreślają [1,3,4] różnice TOA dwu odebranych impulsów 5.. Każdemu opromieniowaniu UR przez antenę danego ZE odpowiada odbiór paczi impulsów. Paczę tworzy grupa impulsów odebranych w relatywnie rótim przedziale czasu, wyniającym z jednorotnego opromieniowania anteny UR przez ZE emitujące sygnał. Odstępy czasu między impulsami paczi [1], powinny mieścić się w przedziale typowych wartości radarów i są one dużo mniejsze od odstępów czasu między paczami, wyniających z parametrów sanowania [1] przestrzeni przez antenę radaru. Odstępy te na rys. 5 są zaznaczone pionowymi czarnymi liniami. Rys. 5. Wizualizacja ciągu impulsów superpozycji Rys. 3.a) Mylenie raiet pułapami termicznymi a) Efety załóceń czynnych na wsaźniach radarów Istota działania urządzeń ELINT i ESM Urządzenia rozpoznawcze (UR) typu ELINT i ESM różnią się głównie zaresem rozpoznania i stopniem zautomatyzowania. Do wyrywania sygnałów radarowych źródeł emisji (ZE) wyorzystują one anał szeroopasmowy (rys. 1), a do analizy anał wąsopasmowy. UR doonuje automatycznie pomiarów parametrów dla ażdego, odbieranego impulsu (rys. 4) i ompletuje je w wetor pomiarowy WP, oreślany też desryptorem PDV (Pulse Descriptor Vector) lub PDW (Pulse Descriptor Word). Rys. 4. Parametry czasowe i częstotliwościowe impulsu Strutura PDV zależy od UR, a minimalna zawiera: ( 1) PDV=WP=< TOA, A, RF, PW, AOA> gdzie: TOA- czas przyjścia impulsu (Time of Arrival), A - amplituda impulsu, RF - częstotliwość nośna (Radio Frequency), PW - czas trwania impulsu ( Pulse Width), AOA - ąt przyjścia impulsu (Angle of Arrival) Często odbierany strumień pomiarów jest wyniiem superpozycji wielu sygnałów. Przyład superpozycji 3 Źródło: www.radartutorial.eu 4 Źródło: Lars Tolstrup, TERMA AS Cyl zmian i RF w sygnale - Tc- czas trwania cylu - Kc- liczba wartości w cylu Rys. 6. Przyład sygnału pojedynczego ZE Rys. 6 przedstawia wizualizację ciągu PDV pojedynczego ZE o złożonych, cylicznych (co 26 impulsów)) zmianach i RF (zmiany typu sliding [1, 4]). W pratyce nie wszystie emitowane przez ZE impulsy są odbierane. Proces ich gubienia wynia np. z chwilowych relacji energetycznych [1,3,4] i jest oreślany jao załócenia ZI (rys.6). Inne załócenia, oreślane jao ZII, wyniają z odbioru fałszywych impulsów, tórych źródłem są szumy. 5 Dotyczy to olejnych impulsów generowanych przez to samo źródło - w innym przypadu różnica nie jest wartością 30 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 1/2016

Zadania urządzeń ELINT ESM i sposoby ich realizacji Głównym celem pracy urządzeń ELINT ESM jest rozpoznawanie radarów, rozumiane jao: 1. Identyfiacja pracujących ZE (znane, nieznane), ich przynależności oraz ocena stopnia zagrożenia. 2. Loalizacja ważnych ZE. 3. Rozpoznawanie typu, egzemplarza i miejsca dysloacji wyrytego ZE (np. oręt, samolot). 4. Atualizacja informacji o znanych ZE (potwierdzenie ich pracy, atualizacja parametrów). 5. Opracowywanie informacji i jej gromadzenie w bazach danych (BD). Realizacja zadań 1-3 jest szczególnie ważna w systemach ESM. Zadania z puntów 4, 5 są głównym celem pracy urządzeń ELINT. Do realizacji zadań rozpoznawczych urządzenia ESM wyorzystują bazy danych tworzone i atualizowane w systemach ELINT. BD zawierają wzorce z rodzajami pracy danego ZE, parametrami jego sygnału i użytowymi (przeznaczenie, nosiciel, zdjęcia itp.) W celu realizacji zadań urządzenia typu ESM muszą: 1. Zapewnić możliwość pozysania dostatecznie reprezentatywnego ciągu PDV pojedynczego ZE. Zadanie to jest realizowane przez: a. Sterowanie torem odbiorczo-pomiarowym. b. Selecję do analizy fragmentów ciągu (w przypadu superpozycji ilu sygnałów). 2. Na podstawie ciągu wetorów PDV doonać estymacji desryptora parametrów sygnału WS. 3. Porównać parametry WS ze znanymi wzorcami zawartymi w BD i podjąć decyzję o wyryciu znanego lub nowego ZE. 4. W przypadu wyrycia ZE o znanych parametrach sygnału dowiązać informacje z BD o parametrach tatyczno technicznych radaru (nosiciela). Ogólna strutura desryptora sygnału jest następująca: (2) WS=SDV=D, D RF, I gdzie: D, D RF - desryptory parametrów i RF, I- inne parametry i cechy sygnału (np. rodzaj sanowania). Desryptor, w zależności od rodzaju sygnału, jest zbiorem liczb (czasami nawet ooło 100) opisujących parametry sygnału. Uproszczona strutura zawiera: (3) D R c L, U c w, w,..., T, K, wl, Tc sr,,..., 1 min 1 2,, 2 max L - rodzaj - -- wartości statystyczne -L- Liczba i doładność -L dysretnych wartości - częstości występowania - Parametry cylu i doładność (Tc-czas, Kc- liczba impulsów) - ustawienie w cylu W podobny sposób jest opisywana strutura D RF. (2) Cyle występują w sygnałach ze zmianami typu: - stagger (grupa wartości na różnych pozycjach ciągu), - sliding (płynnie zmieniany przyład rys. 7), - dwell and switch (soowa zmiana wartości od grupy do grupy impulsów przyład dalej, rys. 11). W prostszych urządzeniach ESM do oreślenia D są wyorzystywane tylo statystyczne wartości sygnału, bowiem w tym zaresie można zapewnić poprawną, automatyczną ich estymację., Automatyczną estymację parametrów cylu utrudniają: 1. Występujące załócenia ZI i ZII. 2. Długie cyle (iladziesiąt wartości). 3. Występowanie w długich cylach rótszych podcyli (sygnały typu Dwell and Switch). 4. Odbiór niewystarczająco długich pacze impulsów w stosunu do długości cylu. Rys. 7. Cyl ze zmianami typu Sliding Z informacyjnego puntu widzenia znajomość cylu wnosi dużo specyficznej informacji, pozwalającej na rozróżnienie sygnałów. Te specyficzne cechy są w rozpoznaniu oreślane odcisiem sygnału (fingerprint). Znajomość cylu pozwala również na łatwe powiązanie mierzonych parametrów z charaterystyami użytowymi radaru. Przyład interpretujący powiązanie parametrów i RF z rys 6 i 8a z charaterystyą zasięgu radaru w elewacji (w przestrzeni swobodnej) poazano na rys. 8b. a) Rys.8.a) Parametry częstotliwościowe i czasowe (RF,) sygnału Powiązanie parametrów RF i z charaterystyą zasięgową Z rys. 8 widać, ze radar stosuje eletroniczne przeszuiwanie w elewacji zmniejszając zasięg dla wyższych ątów elewacji (26 wiąze w elewacji). Z parametrów sygnału i sposobu ich zmian w cylu widać, że radar w elewacji realizuje bardzo pożądaną charaterystyę zasięgową typu cosecans wadrat. W charaterystyce widoczne jest też znieształcenie dla wyższych ątów w elewacji, co jest charaterystyczne dla pratycznych realizacji przyjętej funcji coseans wadrat. PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 1/2016 31

Metody histogramowe i ich zastosowanie do wyrywania cyli Metody histogramowe są pratyczną realizacją funcji autoorelacji. Jeśli przez t n oznaczyć TOA n-tego impulsu, to odebrany ciąg impulsów opisuje funcja: (4) N 1 f ( t) ( t ) gdzie: (t ) - jest funcją delta Diraca, n=0,1,2, N-1 nr impulsu Autoorelacja funcji f(t) jest oreślana [1,2,4] wyrażeniem: (5) h( ) f ( t) f ( t ) dt ( t t )( ( t t ) dt Cała funcji autoorelacji w przedziale jednostowym jest oreślona przez wyrażenie: (6) 2 2 h( ) d ( t t ) d Funcja podcałowa równania (6) istnieje dla par impulsów, tórych czasy przyjścia spełniają zależność: (7) τ 1 < t n t < τ 2 Całowita liczba par impulsów taich, że ich czasy przybycia spełniają (7), jest równa całce (6) funcji autoorelacji h(τ) w granicach od 1 do 2. Histogram, tóry jest zdefiniowany dla pewnego zaresu [ min, max ] w postaci K przedziałów jest oreślany histogramem Delta- [2]. Na rys. 9a przedstawiono supienia rozładu odstępów TOA (6) w postaci histogramu Delta- dla rzeczywistego ciągu impulsów o zmianach typu stagger z czterema różnymi wartościami, tórego fragment poazano na rys. 9b. W sygnale występowały niewielie załócenia ZI i ZII (są one widoczne na rys. 9. Histogram na rys. 9a nie poazuje supień małolicznych, zawierających wartości wyniające z załóceń. n0 t n n n 1 n 1 n Rys. 10. Interpretacja supiania różnic TOA olejnych impulsów Przy brau załóceń histogram będzie zawierał tylo supienia S. Natomiast przy występowaniu tylo załóceń ZII będzie on zawierał supienia S2 i S. Analogicznie przy załóceniach ZI, będzie on zawierał supienia S oraz S1. Propozycja algorytmu i wynii jego zastosowania Algorytmy wyrywania czasu cylu Tc wymagają potwierdzenia wyryciem prąża 2Tc. Ta zasada podana w pracy [2] została przedstawiona na rys. 9a dla sygnału stagger. Niestety, jej stosowanie jest ograniczone, gdy: Występują długie cyle Tc, a odbierane są paczi o czasie trwania rótszym do 2Tc. Wówczas bra prąża 2Tc uniemożliwia potwierdzenie cylu Tc. W cylu występują podcyle (rys. 11), co ma miejsce w sygnałach ze zmianami typu Dwell and Switch (utrzymuj (Dwell) grupę i przełącz (switch) na inną). Wówczas, przy załóceniach i odbiorze rótich pacze mogą dominować prążi podcyli. a) Rys. 9 a) Histogramu Delta- dla 4 elementowego ciągu stagger Fragment ciągu dla tórego przedstawiono histogram W histogramie na rys. 9a najwyższy prąże identyfiuje cyl i umożliwia precyzyjne oreślenie desryptora D (2). Ideę algorytmu wyorzystanego do identyfiacji załóceń i oreślenia zbioru podstawowych wartości desryptora D (3) przedstawiono na rys. 10. Przedstawia on supienia odstępów, TOA i+1 TOA i (i=1-650) sygnału o identycznych parametrach ja na rys. 9b, ale z dużym poziomem załóceń ZI i ZII. Widoczne są 4 dominujące supienia o zbliżonej liczności (po o. 100 wartości), oznaczone, jao S,. Jest to również widoczne na rys. 9 i świadczy o zmianach typu stagger 4 pozycyjny. Rys. 11. Przyład cylu ze zmianami typu Dwell and Switch Dalej, przedstawiłem propozycję algorytmu, tóry wyorzystuje histogram, tworzony sucesywnie z napływem impulsów (histogram umulacyjny). Operacje w puncie 6 algorytmu zapewniają, że oprócz odstępu czasu t r,s miedzy impulsami r oraz s atualizowana jest też wartość =r-s, wyrażająca liczbę tworzących odstęp tr,s. Ta informacja w połączeniu z informacją o czasie trwania paczi pozwala wartościować prążi histogramu (punt 9) wagami W z zaresu (0,1]. W efecie, aby wyryć czas trwania Tc cylu, nie jest już niezbędna obecność prąża 2Tc. Rys. 13a przedstawia przyład estymacji parametru Tc metodą funcji autoorelacji dla sygnału silnie załóconego o struturze cylu ja na rys. 11. Fragment sygnału poazuje rys. 12. Z histogramu rys. 13a widać, że podcyle Tc1 i Tc2 generują prążi bardziej liczne niż Tc. Jednocześnie żaden z dominujących prążów np. Tc nie ma w histogramie potwierdzenia w postaci prąża 2Tc. Mimo brau dominacji ilościowej, najwięszą wagę 0.96 uzysał prąże reprezentujący właściwą wartość cylu Tc. 32 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 1/2016

Rys. 12. Fragment badanego ciągu z załóceniami cylu Rys. 13b poazuje estymację wartości Kc dla prąża Tc=38.05 z rys. 13a, tóry uzysał najwyższą wagę W=0.96. Uwzględniając wyrytą dominację załóceń ZI, z rys. 13b wynia, że cyl tworzy Kc=41 wartości. Rys. 13 a) Wagi prążów histogramu funcji autoorelacji, Wyznaczanie dla Tc z rys. 13a liczby Kc wartości w cylu ALGORYTM 1. Nadanie wartości początowych: N=0, Kmax, ZI=0,ZII =0,Tcmax, Pw, CYKL=0, MinKs=inf, MaxKs=0, SrKs=0 2. Oczeiwanie na odbiór ciągu PDV. 3. Buforowanie PDV olejnej paczi impulsów. Gdy przed odbiorem paczi realizowano punty 4-10, to po buforowaniu danych następuje powrót do poprzednich obliczeń. 4. Przetwarzanie PDV olejnej -tej paczi o n impulsach n in T t i i1 gdzie: ti czas przyjścia TOA i-tego impulsu Jeżeli N> Nmax to przejść do puntu 11. Jeżeli bra danych do przetwarzania to punt 2. 5. Obliczenie czasu trwania paczi C = t n t 1 i łącznej liczby uwzględnionych już impulsów N=N+ n 6. Dla =1,2,, Kmax realizowane są działania: 6.1. Obliczanie odstępów ΔTr,s między impulsami odległymi o gdzie: = r-s, s=1,2,..,n-, r=s+,,n 6.2 Atualizacja histogramu umulacyjnego obejmująca: -Wyznaczenie odstępu j ΔTr,s w całowitej liczbie µs. - Jeżeli odstęp j> Tcmax to punt 6, jeśli nie to wyonanie: Atualizacji liczby odstępów podobnych w j- tym supieniu H(j)=H(j)+1 Atualizacji liczby r-s impulsów do obliczania średniego Kc SrKs(j)=SrKs(j) +(r-s) Wyrycie dla ΔTr,s minimalnej i masymalnej liczby : MinKs(j)= MinKs(j) - jeśli MinKs(j)<= r-s MinKs(j) = r-s - jeśli MinKs(j)> r-s MaxKs(j)= MaxKs(j) - jeśli MaxKs(j) >= r-s MaxKs(j) = r-s - jeśli MaxKs(j) < r-s 6.3. Jeśli =1 to na podstawie elementów j histogramu o wartościach K= round( Ks(j)/H(j)) =1 należy: - Wyznaczyć zbiór potencjalnych wartości. - Ustalić występowanie i intensywność załóceń ZI oraz ZII. Kontynuacja od Puntu 6. Istotę realizacji tego puntu poazuje rys. 10, a efet rys. 13a. 8. Wyrywanie prążów, tóre są wielorotnościami Tc. Jeśli w elemencie j histogramu występuje prąże o znaczącej liczbie potwierdzeń tzn. H(j)>Pr(N) (gdzie: Pr-próg) i jest też prąże m (m<j) spełniający: 2m=j &H(m)> H(j) wówczas prąże j jest rotnościami prąża m i jest eliminowany. Tc=m, Kc=H(m), CYKL=1, Punt 11. 9. Obliczanie wag olejnego, dominującego j-tego prąża: a) Dla Tc=j wyznaczyć liczbę hipotetycznego cylu: Kc=round(Ks(j)/ H(j)); obliczyć hipotetyczną liczbę wystąpień cyli Tc w paczce: Lp=CK/Tc; c) obliczyć teoretyczną ilość wystąpień cylu o parametrach (Tc, Kc): L(Tc,Kc)=Lp*Kc Kc+1 d) Obliczyć wagę j-tego prąża: W(Tc,Kc)= H(j)/L(Tc,Kc) gdzie: (0<W(Tc,Kc) 1) e) Jeśli W(Tc,Kc) Pw to CYKL=1, ( Tc,Kc) są parametrami cylu gdzie: Pw założona wartość progu wyrycia cylu (0.8 1.0) 10. Jeśli CYKL=0 & <Kmax to ontynuacja od puntu 6. Jeśli CYKL=0 & =Kmax to ontynuacja od Puntu 4. 11. Jeśli CYKL=1 to jest pełna informacja o (Tc, Kc) i. Ewentualna oreta Kc, jeśli są ZI, ZII (Istotę poazuje rys. 13. Jeśli CYKL=0 to bra (Tc,Kc). Jest informacja o wartościach. KONIEC ALGORYTMU Wniosi W artyule przedstawiono algorytm przetwarzania pomiarów TOA w anale wąsopasmowym UR. Przedstawiono istotę cylu w rozpoznawanych sygnałach radarowych, a szczególnie w sygnałach typu Dwell end Switch. Omówiono załócenia utrudniające estymację parametrów. Poazano ja zastosować histogram funcji autoorelacji do identyfiacji rodzaju załóceń, oceny ich intensywności oraz estymacji zbioru wartości. Zaproponowano algorytm, tóry posiada zdolność wyrycia cylu w warunach gdy zawodzi lasyczna metoda wyorzystująca funcję autoorelacji. Algorytm wyorzystywany w czasie rzeczywistym tworzy i atualizuje histogram umulacyjny w miarę napływu impulsów, nadaje wagi prążom i bada czy już istnieją waruni pozwalające na wyrycie cylu, i ończy działanie, jeśli nastąpiło wyrycie. Wyorzystanie wag sprawia, że do wyrycia cylu algorytm potrzebuje o. 50 % mniej impulsów niż algorytm wyorzystujący tylo funcję autoorelacji. Dlatego algorytm może być suteczny przy odbiorze słabych sygnałów (jest mniej impulsów). Algorytm jest odporny na duże załócenia, co poazuje zamieszczony przyład wyniów badań. Autor: dr inż. Kazimierz Banasia, Instytut Radioeletronii, Wojsowa Aademia Techniczna, ul. gen. S. Kalisiego 2, 00-908 Warszawa, E-mail: azimierz.banasia@wat.edu LITERATURA [1] A d a m y D.A First Course in Electronic Warfare, Boston, Artech House, 2001. [2] M a rdia H.K.: New techniques for deinterleaving of repetitive sequences, IEE Proceedings, Vol.136, No.4, August 1989. [3] Banasia K. Pieniężny A.: SACD algorithm of pulse stream analysis, XVII International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications MIKON-2008, 19-21 May, Wrocław, Poland, pp.241-244, 2008. [ 4 ] B a n asia K.: Automatyzacja przetwarzania pomiarów w rozpoznawaniu sygnałów impulsowych, Przegląd Eletrotechniczny, R87 Nr 9a/2011, pp. 12-19. PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 1/2016 33