Radar detection of tactical ballistic missiles: problems and methods

• Autorzy: Sankowski M. , Uruski P. , Blok E. , Rutkowski T.

Warianty tytułu

PL

Wykrywanie radarowe taktycznych rakiet balistycznych: problemy i metody

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper recent works on the problem of detection of dim moving targets in a single 3D stacked-beam (SB) radar and my means of a network of such radars are summarised. Two approaches to estimation of the performance of the track-before-detect (TBD) technique for detecting tactical ballistic missiles (TBM) in a 3D stacked-beam radar have been presented. Properties of the TBD algorithm were first analytically described using a simple model of radar detection. A method for calculation of trajectory templates for TBMs detection was proposed and equivalent processing gains were estimated for particular TBD structures. Then, practical problems of designing TBD algorithms were discussed and performances of certain implementations of TBD algorithm have been evaluated using simulations. Multi-radar detection capacity of TBM is evaluated using modelling and simulation techniques. The outcome of the study is shown in the form of the estimates of the signal-to-noise ratio (SNR), as would be observed at the outputs of the matched filters of the radars.

PL

W pracy podsumowano wyniki prac w zakresie wykrywania celów o nikłym echu w wielowiązkowym radarze 3D oraz w sieci takich radarów. Przedstawiono dwa podejścia do oceny efektywności metody track-before-detect (TBD) zastosowanej do wykrywania taktycznych rakiet balistycznych (TBM). Własności algorytmu TBD opisane zostały najpierw analitycznie, z wykorzystaniem prostego modelu matematycznego wykrywania radarowego. Zaproponowano metodę wyznaczania wzorców trajektorii rakiet TBM, na której podstawie oszacowano ekwiwalentne wzmocnienie z przetwarzania danych radarowych w wybranych strukturach algorytmu TBD oraz rozważono praktyczne problemy projektowania i implementacji algorytmów TBD oraz przebadano własności wybranych realizacji tych algorytmów metodami symulacyjnymi. Możliwości wieloradarowego wykrywania rakiet TBM przebadano metodami modelowania i symulacji. Wyniki badań przedstawiono w formie estymat stosunku sygnału do szumu (SNR), jakie mogłyby być obserwowane na wyjściach filtrów dopasowanych radarów.

Słowa kluczowe

EN

radar; ballistic missiles; detection; detection threshold; processing gain; data fusion

PL

radar; rakiety balistyczne; detekcja; próg detekcji; ekwiwalentne wzmocnienie; fuzja danych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 2
• Strony: 77--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Sankowski M.

autor

Uruski P.

autor

Blok E.

autor

Rutkowski T.

• Przemysłowy Instytut Telekomunikacji S. A. Filia Gdańsk

Bibliografia

• [1] Blackman S. S., Popoli R.: Design and Analysis of Modern Tracking Systems, Artech House, Norwood, MA, 1999.
• [2] Sankowski M.: Modelling and simulation of ballistic missile trajectory and radar measurement process; In Proc. Int. Symp. on Methods and Models in Automation and Robotics MMAR, vol. 1, 489-494, Międzyzdroje, Poland, Aug. 2000.
• [3] Sankowski M., Uruski P., Blok E.: Application of track-before detect algorithm to detection of ballistic missiles in air-defense radar; In NATO RTO SET Panel Symp. on Target Tracking and Sensor Data Fusion for Military Observation Systems, 1-7, Budapest, Hungary, Sep. 2003. (NATO/PfP Unclassified).
• [4] Uruski P., Sankowski M.: On estimation of performance of track before-detect algorithm for 3D stacked-beam radar; In Proc. Int. Conf. on Microwaves, Radar and Wireless Comm. MIKON, 97-100, Warsaw, Poland, May 2004.
• [5] Sankowski M., Rutkowski T., Uruski P.: Evaluation of multi-radar detection of ballistic missile; In Proc. Int. Radar Symp. IRS, pp. 401-404, Kraków, Poland, May 2006.
• [6] Wolff W.: Rakelen und Raketenballistik, Deutscher Militarverlag, Berlin, 1968.
• [7] Farina A., Del Gaudio M. G., D'Elia U., Immediala S., Ortenzi L., Timmoneri L., Toma M. R.: Detection and tracking of ballistic targel; In Proc. IEEE Int. Radar Cont., pp. 450-456, 2004.
• [8] Barton D. K.: Modern Radar System Analysis, Artech House, Dedham, MA, 1988.
• [9] Ruck G. T. et al., (Eds.). Radar Cross Section Handbook, Plenum Press, New York, NY, 1970.
• [10] Blair W. D., Keel B. M.: Radar systems modelling for tracking; Multilargel-Multisensor Tracking: Applications and Advances, vol. 3, ch. 7, pages 321-393, Artech House, Norwood, MA, 2000.
• [11] Castella F. R.: Sliding window detection probabilities; IEEE Trans. Aerosp. Eleclron. Syst., AES-12 (6), pp. 815-819, Nov. 1976.
• [12] Poelman A. J., van Dijk A. X.: Detection and tracking of tactical ballistic missiles: Evaluation of the performance of track-before detect processors; Technical Nole TN-733, NATO C3 Agency, The Hague, May 1998. (NATO Unclassified).