Metoda Total Least Square ESPRIT w zastosowaniu do estymacji współrzędnych kątowych przemieszczających się obiektów

• Autorzy: Rosłoniec, W.

Warianty tytułu

EN

An estimation of polar coordinates and angular distance of two moving objects by means of the Total Least Square ESPRIT method

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Podmiotem rozważań w niniejszym artykule jest metoda podprzestrzeni TLS ESPRIT w zastosowaniu do estymacji współrzędnych kątowych dwóch przemieszczających się obiektów, których echa radarowe odbierane są na tle silnego, nieskorelowanego sygnału zakłócającego. Przedstawiono wyniki licznych symulacji wskazujące, że zastosowana metoda umożliwia skuteczne rozwiązywanie rożnych wariantów rozważanego w artykule zadania. Potwierdzono, że zastosowanie zaproponowanego wstępnego przetwarzania odbieranych sygnałów przyczynia się do poprawy wiarygodności wykryć, rozróżnialność kątowej obiektów i dokładności estymacji ich współrzędnych kątowych. Wyniki uzyskane za pomocą metody TLS ESPRIT, wykorzystującej wstępne przetwarzanie sygnałów, porównano z ich odpowiednikami wyznaczonymi metodą ESPRIT i tradycyjną metodą monoimpulsową wspomaganą koherentną filtracją dopplerowską. Potwierdzono również, że zmiana okresu powtarzania impulsów w kolejnych segmentach wykorzystywanego sygnału sondującego umożliwia skuteczną eliminację niektórych błędów, które mogłyby pojawić się w wyznaczanych estymatach współrzędnych kątowych.

EN

In this paper the TLS ESPRIT method is investigated in application to estimate the polar coordinates (angles of arrival) and angular distance of two moving objects at presence of an external, relatively strong uncorrelated signal. As a radar antenna system the 32-element uniform linear array (ULA) is used. A lot of computer simulations have been carried out to demostrate the good accuracy and high spatial resolution of the TLS ESPRIT method in the scenario outlined above. It is also shown that accuracy and angular resolution can be inereased by using the proposed initial processing (beamforming). The most of simulation results, presented in a graphical form, have been compared with the corresponding equivalent results obtained by using the ESPRIT method and the amplitude monopulse method aided by the coherent Doppler filtration. The mean - square errors evaluated by means of the TLS ESPRIT method for the angular resolution and polar coordinates.

Słowa kluczowe

PL

radiolokacja; cyfrowa obróbka sygnałów; podwyższona rozdzielczość

EN

radiolocation; digital signal processing; super-resolution

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 4
• Strony: 19-25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Rosłoniec, W.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych.

Bibliografia

• [1] Baskakow S. I.: Sygnały i układy radiotechniczne. PWN Warszawa 1991.
• [2] Cook С. E., Bernfeld M.: Radar signals. Academic Press, New York 1967.
• [3] Grigorij-Rjabov W. W., (red.): Radiołokacjonnyje ustrojstwa, teoria i principy postrojenia. Sovietskoje radio, Moskwa 1970.
• [4] Leonov A. I., Fomichev K. J.: Monopulse radars. Artech House, Inc., Norwood (MA), 1986.
• [5] Linczuk M.: Zagadnienia własne macierzy w zastosowaniu do estymacji kątów nadejścia sygnałów. Rozprawa doktorska w Politechnice Warszawskiej, Warszawa 2005.
• [6] Mailloux R. J.: Phased array antenna handbook. Artech House, Inc. Norwood 1994.
• [7] Ottersten В., Viberg M., Kailath T.: Performance analysis of the total least squares ESPRIT algorithm. IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 39, no. 5, May 1991, pp. 1122-1135.
• [8] Paulray A., Roy R., Kailath Т.: A subspace rotation approach to signal parameter estimation. Proceedings of the IEEE, vol. 74, no. 7 July 1986, pp. 1044-1045.
• [9] Peebles P. Z., Jr.: Radar principles. John Wiley and Sons, Inc., New York 1998.
• [10] Rosłoniec W.: Estymacja współrzędnych kątowych przemieszczających się obiektów za pomocą metody ESPRIT. Elektronika, nr 1, 2010, ss. 119-128.
• [11] Roy R., Paulraj A., Kailath T: ESPRIT - a subspace rotation approach to estimation of parameters of cisoids in Noise. IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, ASSP-34, no. 5, October 1986, pp. 1340-1342.
• [12] Roy R., Kailath T: ESPRIT-estimation of signal parameters via rotational invariance techniques. IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processsing, ASSP-37, no. 7, July 1989, pp. 984-994.
• [13] Seliktar Y., Holder E. J., Wiliams D. В.: An adaptive monopulse processor for angle estimation in a mainbeam jamming and coherent interference scenario. Inter. Conf. on Acoustics, Speech and Signal Processing, May 1998, vol. 4, pp. 2037-2040.
• [14] Seliktar Y., Douglas W. В., Holder E. J.: A space/fast - time adaptive monopulse technique. EURASIP Journal on Applied Signal Processing, vol. 2006, pp. 1-11.
• [15] Skolnik M. I.: Introduction to radar systems - second edition. McGraw-Hill, Сотр. New York 1980.
• [16] Swindlehurst A. L., Ottersten В., Roy R., Kailath Т.: Multiple invariance ESPRIT, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 40, no. 4, April 1992, pp. 867-881.
• [17] Zieliński Т. P.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów - od teorii do zastosowań. WKŁ, Warszawa 2007.