Detekcja sygnałów radarowych i estymacja ich parametrów z wykorzystaniem metod analizy czasowo-częstotliwościowej

• Autorzy: Klincewicz K. , Samczyński P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-201

Warianty tytułu

EN

Detection and parameter estimation of radar signals using methods of time-frequency analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono autorski algorytm detekcji i estymacji parametrów impulsowych sygnałów radarowych z liniową i nieliniowej modulacją częstotliwości. Głównymi założeniami działania algorytmu są: brak informacji o częstotliwościach na których nadawany jest sygnał; niski dopuszczalny stosunek sygnału do szumu; założenie, że modulację w częstotliwości sygnału można przybliżyć wielomianem znanego stopnia; brak jakiejkolwiek wiedzy o wartościach współczynników wielomianu modulującego częstotliwość. Poprawność działania algorytmu została zweryfikowana z wykorzystaniem zarówno sygnałów symulowanych, jak również sygnałów pochodzących z rzeczywistych rejestracji pozyskanych z takich oświetlaczy radarowych jak: radar ASR-10SS kontroli ruchu powietrznego, radar ASAR umieszczony na satelicie EnviSAT oraz radar satelitarny TerraSAR-X. Uzyskane wyniki zostały opisane w niniejszym artykule.

EN

The paper presents novel algorithm dedicated for detection and parameters estimation of pulse radar signals with linear and non-linear frequency modulations (LFM and NLFM). The lack of a priori knowledge about signal characteristics (e.g. carrier frequency, pulse repetition frequency (PRF), model of waveform – LFM or NLFM, coefficients of signal polynomial phase, etc.) are the main advantages of proposed algorithm. The proposed method has been successfully verified using both, simulated and real radar signals. Examples of signal detection and unknown parameter estimation of hitchhiked from air traffic control (ATC) radar ASR-10SS, and space-based radars (EnviSAT and TerraSAR-X) signals are presented.

Słowa kluczowe

PL

detekcja; estymacja; sygnały radiolokacyjne; metody czasowo-częstotliwościowe

EN

detection; estimation; radar signals; time-frequency analysis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 11
• Strony: 90--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Klincewicz K.

• Politechnika Warszawska, Instytut Systemów Elektronicznych

autor

Samczyński P.

• Politechnika Warszawska, Instytut Systemów Elektronicznych

Bibliografia

• [1] Adamy, D. “EW 101: A First Course in Electronic Warfare” Norwood, MA: Artech House, 2001.
• [2] Avionics Department of NAWCWD, “Electronic Warfare and Radar Systems Engineering Handbook”, Naval Air Warfare Center Weapons Division, Point Mugu, California 93042, USA, Fourth Edition, 2013.
• [3] Boashash B., Ghafoor, M., „Time frequency signal analysis and processing toolbox update 6.2: An enhanced research platform with new advanced high-resolution TFDs,” Systems, Signal Processing and their Applications (WoSSPA), 2013 8th International Workshop on, vol., no., pp. 442, 451, 12–15 May 2013.
• [4] Chi-Hao Cheng; Lin, D.M.; Liou, L.L.; Tsui, J.B., “Electronic Warfare Receiver with Multiple FFT Frame Sizes,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 48, no.4, pp. 3318, 3330, October 2012.
• [5] Lesnik, Cz.J.; Brenner, T.W.; Kocanda, W.J.; Pietrasinski, J.F., “Efficient matched filtering of signal with polyphase Frank coded sequences,” Microwaves and Radar, 1998. MIKON ‘98., 12th International Conference on, vol. 3, no., pp. 815,819 vol. 3, 20–22 May 1998 doi: 10.1109/MIKON.1998.742833.
• [6] Leśnik, C.; Brenner, T.; Pietrasinski, J.; Rapacki, T., “Synthesis of efficient matched filter for polyphase sequences,” Radar, 2001 CIE International Conference on, Proceedings, vol., no., pp. 543, 547, 2001doi: 10.1109/ICR.2001.984772.
• [7] Kawalec, A.; Komorniczak, W.; Leśnik, C.; Pietrasinski, J., “Discretization Process Impact on Compressed LFM Signal Parameters,” Microwaves, Radar & Wireless Communications, 2006. MIKON 2006. International Conference on, vol., no., pp. 1184,1187, 22–24 May 2006.
• [8] Kawalec A.; Leśnik C.; Komorniczak W.; Czarnecki W.Pietrasiński J.; Influence of displacement effect on compressed LFM signal parameters Computational Methods and Experimental Measurements CMEM XIII; 2007; WIT PRESS, Southampton – Boston, Printed in UK, 2007, pp. 769–778.
• [9] P. Krysik, Ł. Maślikowski, P. Samczyński, A. Kurowska, “Bistatic Ground- Based Passive SAR Imaging Using TerraSAR-X as an Illuminator of Opportunity”, in 2013 International Conference on Radar,9-12 September 2013, Adelaide, Australia, ISBN 978-1-4673-5177-5, pp. 39-42.
• [10] K. Kulpa, P. Samczynski, M. Malanowski, Ł. Maslikowski, V. Kubica: “The use of CLEAN processing for passive SAR image creation”, in Proc. of 2013 IEEE Radar Conference, 29 April-3 May 2013, pp.1–6. w Ottawa, Ontario, Canada.
• [11] Pietrasiński J. “Metody syntezy układów wykrywania sygnałów radiolokacyjnych”; Prace Przemysłowego Instytutu Telekomunikacji, Warszawa, 1989, No 109, str. 1–14.
• [12] L. Maślikowski, P. Samczyński, and M. K. Bączyk: “X-band receiver for passive imaging based on TerraSar-X illuminator,” in Proceedings of 2013 Signal Processing Symposium (SPS)/Kulpa Krzysztof [i in.] (red.), 5–7 June 2013, Jachranka, Poland.
• [13] P. Samczyński, “Passive Radars Using Non-cooperative Groundand Satellite-based Pulse Radars as Illuminators”, Warszawa 2013.
• [14] P. Samczyński, K. Kulpa, “Passive SAR imaging using a satellite pulsed radar as an illuminator of opportunity”, in Proc. of IRS 2012, May 23–25, 2012, Warsaw, Poland, pp. 157–161.
• [15] P. Samczyński, K. Kulpa, Ł. Maślikowski, D. Gromek, and V. Kubica: “Challenges in signal processing for passive SAR radars utilizing non-cooperative space-based pulse radars as illuminators,” in Proceedings of NATO Specialist Meeting SET-187, Szczecin, Poland, 13–14 May 2013, p. CD.
• [16] P. Samczyński, K. Kulpa, M. Malanowski, M. Wilkowski: „Radar bistatyczny z niekooperującym oświetlaczem – potencjał i ograniczenia”, w: Urządzenia i Systemy Radioelektroniczne, wybrane problemy 2/Kawalec Adam red., 2013, Wojskowa Akademia Techniczna.
• [17] P. Samczyński, K. Kulpa, M. Malanowski, P. Krysik, Ł. Maślikowski: „Trial Results on Passive SAR Measurement using the Envisat-1 Satellite as an Illuminator of Opportunity” – w Proceedings on Eu- SAR 2012 – 9th European Conference on Synthetic Aperture Radar, April 23-26, 2012, Nurnberg, Germany, pp. 291–294.
• [18] P. Samczyński, M. Wilkowski K. Kulpa “Trial Results on Bistatic Passive Radar Using Non-Cooperative Pulse Radar as Illuminator of Opportunity”, in INTL –International Journal of Electronics and Telecommunications 2012, Vol. 58, No 2, 04 July 2012, pp. 171–176.
• [19] P. Samczyński, “Extended Generalized Chirp Transform for signal parameter estimation in bistatic passive pulse radars”, in Proceedings of 14th International Radar Symposium 2013, vol.1, pp. 155–160, 19–21 June 2013, Dresden, Germany.
• [20] M. I. Skolnik, “Radar Handbook 3rd edition” 2008.
• [21] T. P. Zieliński, “Cyfrowe przetwarzanie sygnałów od teorii do zastosowań”, Warszawa 2005.