Wybrane aspekty przetwarzania danych pomiarowych w urządzeniach walki radioelektronicznej

• Autorzy: Banasiak Kazimierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.6451

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of measurement data processing in electronic warfare devices

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Walka radioelektroniczna Wre (ang. EW - Electronic Warfare) jest zamierzonym działaniem opartym na wykorzystaniu widma elektromagnetycznego i obejmuje: - przechwyt i identyfikację emisji elektromagnetycznych, - zmniejszenie skuteczności działań urządzeń elektronicznych przeciwnika, - zapewnienie efektywnego wykorzystania widma przez siły własne. Zadaniem WRE w czasie pokoju jest zdobywanie informacji o środkach radioelektronicznych, a szczególnie o radarach. realizują to urządzenia i systemy ELINT (ang. Electronic Intelligence) i/lub ESM (ang. Electronic Warfare Support Measures). Pracują one pasywnie w paśmie 0,5÷18 GHz, są trudne do wykrycia, a dostarczana przez nie informacja umożliwia ocenę zagrożenia sił własnych i podjęcie właściwego przeciwdziałania. rozpoznawanie radarów impulsowych to proces, w którym można wyróżnić kilka etapów. Pierwszy etap to pomiary parametrów odbieranych ciągów impulsów, ich grupowanie w paczki oraz zobrazowanie. Pomiary są reprezentowane wektorami pomiarowymi zawierającymi parametry ciągów impulsów, a wśród nich z dokładnością nanosekundową czasy przyjścia impulsów TOA (ang. Time of Arrival). Następny etap to sortowanie i rozplatanie (ang. signal sorting, deinterleaving), czyli kojarzenie paczek impulsów ze źródłami logicznymi w celu uzyskania bardziej licznych ciągów danych powiązanych ze źródłami emisji (ZE). Kolejny etap to estymacja parametrów wektorów (deskryptorów) sygnałowych WS wykrytych ZE. Końcowym etapem przetwarzania danych jest porównanie uzyskanych parametrów WS z wzorcami sygnałów bazy danych (BD). Pozwala to na podjęcie decyzji o wyniku rozpoznania i wnioskowanie o stopniu zagrożenia, wynikającym z wykrycia pracy danego radaru. rozpoznanie radaru wymaga precyzyjnego określenia wielu parametrów jego sygnału. Dla radarów pracujących impulsowo ważnymi parametrami są okres powtarzania impulsów PRI (ang. Pulse Repetition Interval) oraz rodzaj modulacji PRI. Radary charakteryzuje duża złożoność zmian PRI, a to zapewnia dużą przydatność informacyjną i daje możliwość rozróżniania nawet egzemplarzy radarów i zmian ich lokalizacji. Pozwala to na wykrycie i pełną identyfikację obiektów (nosicieli) wykorzystujących radary (np. okrętów, samolotów) bez ich widzialności oraz na ocenę zamiaru ich działania. Do podstawowych modulacji PRI należą zmiany: przemienne (ang. stagger), skokowe przełączane (ang. dwell and switch), fluktuujące (ang. jitter) lub płynne programowane (ang. sliding). Niestety odbierane ciągi impulsów są w różnym stopniu zniekształcone. Utrudnia to proces estymacji parametrów WS - szczególnie w trybie automatycznym. Występujące zakłócenia mogą wynikać z relacji energetycznych, zmian częstotliwości w sygnałach lub mogą też być wynikiem zmieszania ciągów impulsów różnych źródeł. W wielu sygnałach, niezależnie od modulacji PRI, zmiany PRI mogą mieć charakter okresowy, trudny do zidentyfikowania w warunkach zakłóceń. W literaturze poświęca się dużo uwagi analizie PRI. Metody są często złożone obliczeniowo i mają ograniczenia. W artykule przedstawiono wykrywanie cyklu z zastosowaniem metody histogramowej oraz autorski algorytm ASWC (algorytm sekwencyjnego wykrywania cyklu PRI), o relatywnie małej złożoności obliczeniowej. Wskazano również przykładowe wyniki badań potwierdzające jego wysoką skuteczność w automatycznej analizie PRI, wykonywanej w warunkach intensywnych zakłóceń.

EN

Electronic warfare (Polish acronym WRE - walka radioelektroniczna) is a set of military actions based on the use of the electromagnetic spectrum and it includes: - reception and identification of electromagnetic emissions, - reducing the effectiveness of the enemy’s electronic devices, - enabling effective use of the spectrum by own forces. The task of the WRE in peacetime is to obtain information about radio-electronic devices, especially radars. These tasks are performed by ELINT (electronic intelligence) and/or ESM (Electronic Warfare Support Measures) devices. They operate passively in the 0.5÷18 GHz band, their detection is difficult and the information they provide allows to detect a threat to own forces and to take appropriate countermeasures. radar recognition is a complex process that involves the following stages. The first stage: gathering measurements and their grouping into the so-called packets and graphical display of the received pulse trains. The measurements are represented by the so-called measurement vectors (descriptors) containing signal parameters, including the TOA (Time of arrival) pulse with nanosecond accuracy. The second stage: associating pulse packets with logical sources in order to obtain representative data strings. This stage is signal sorting and deinterleaving. The third stage: estimation of the WS signal vector based on the associated pulse packets. The final stage of data processing is the comparison of the obtained signal descriptor parameters WS with Database (BD) radar patterns. The reconnaissance result allows for the assessment of the threat resulting from the operation of this radar. Rradar recognition requires precise determination of many parameters of its signal. For pulsed radars, important parameters are the Pulse repetition interval (PRI) and the type of PRI modulation. Radars are characterised by a high complexity of PRI changes. This provides great utility and makes it possible to distinguish even radar units and changes in their locations. This allows for the detection and full identification of objects that use radars (e.g. ships) with the given object completely out of sight; it also allows to predict intentions of the target. The basic inter-pulse PRI modulations include: stagger, dwell and switch, jitter or sliding. PRI changes in radar signals may be periodic with long cycles, difficult to identify in cluttered conditions. Unfortunately, the received pulse trains are usually distorted. This makes the WS estimation process difficult - especially in automatic mode. PRI analysis has received much attention in the literature. The methods are computationally complex and have numerous limitations. This article presents ASWC algorithm (Sequential Cycle Detection Algorithm) of PRI proprietary, with relatively low computational complexity. examples of test results confirming its high effectiveness in automatic PRI analysis performed under interference conditions were also presented.

Słowa kluczowe

PL

radary; walka radioelektroniczna; rozpoznawanie radarów; ELINT; ESM; deskryptor impulsu; PRI

EN

radars; electronic warfare; radar recognition; ELINT; ESM; pulse descriptor; PRI

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 72, nr 3
• Strony: 83--119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Banasiak Kazimierz

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Elektroniki, Instytut Radioelektroniki, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

• https://orcid.org/0000-0003-3517-0176

Bibliografia

• [1] Paradowski L., Szutkowski F., Problemy rozpoznania i przeciwdziałania radioelektronicznego, WAT, Warszawa 1986.
• [2] Wiley R. G., Electronic Intelligence: The Analysis of Radar Signals, Artech House, 1995.
• [3] Adamy D., EW 102. A First Course in Electronic Warfare, Artech House, Boston - London 2004.
• [4] Walka radioelektroniczna w radiolokacji, paca zbiorowa, (red.) Pietrasiński J., Wyd. WAT, Warszawa 2019.
• [5] Shahhoseini H. S., Naseri A., Naderi M., A New Matrix Method for Pulse Train Identification: Implementing by Systolic Array, Electrotechnical Conference, 2002, MELECON 2002, 11th Mediterranean, 7-9 may 2002, 183-187.
• [6] Banasiak K., Wybrane aspekty przetwarzania pomiarów sygnałów radarowych w zakresie bezpieczeństwa elektromagnetycznego, Przedsiębiorstwo Przyszłości, 3(52), lipiec 2022.
• [7] Banasiak K., Wykrywanie sygnałów impulsowych w złożonych warunkach ich akwizycji, Pomiary automatyka Kontrola, 60, 9, 2014, 722-725.
• [8] Banasiak K., Zastosowanie metod histogramowych w analizie sygnałów o długich cyklach okresu powtarzania impulsów, Przegląd Elektrotechniczny, 92, 1, 2016, 29-33.