Potential accuracy of quasi-optimal radar meters of angular coordinates with scanning multi-channel antenna system

S. V. Kozlov, Vu Thanh Ha
2020 Doklady BGUIR  
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (г. Минск, Республика Беларусь) Поступила в редакцию 17 декабря 2019 © Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, 2020 Аннотация. Получены аналитические выражения для среднего квадратического отклонения ошибок оценивания угловых координат цели для квазиоптимальных алгоритмов обработки флуктуирующих сигналов в радиолокационных измерителях со сканирующей многоканальной приемной системой в условиях
more » ... истемой в условиях внешних помех. Аналитические оценки базируются на построении и обращении информационной матрицы Фишера при совместной оценке направления прихода и мощности флуктуирующего отраженного сигнала на выходе изотропной приемной антенны и параболической аппроксимации среднего значения решающей статистики в окрестности направления на цель для алгоритма обработки, предусматривающей оценку средней мощности отраженного сигнала методом наименьших квадратов. Показана сходимость точных и приближенных аналитических оценок и результатов компьютерного моделирования. Приведены результаты исследования точности определения угловых координат отраженного сигнала для типовых пространственно-энергетических ситуаций. Показано, что ошибки оценивания угловых координат отраженного сигнала являются несмещенными, причем при малых интервалах корреляции отраженного сигнала плотность вероятности ошибок оценивания азимута цели имеет нормальное распределение, а при больших интервалах корреляции распределение существенно отличается от нормального и приобретает большой положительный эксцесс и асимметрию, значения которых зависят от угловых различий источника помех и цели. Полученные выражения могут быть использованы для оценки эффективности квазиоптимальных радиолокационных измерителей в условиях внешних помех и при комплексном моделировании радиолокационных средств, включающих такие измерители. Ключевые слова: пространственная компенсация помех, матрица Фишера, статистические характеристики, функция отношения правдоподобия, асимметрия, эксцесс. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Для цитирования. Козлов С.В., Ву Тхань Ха. Потенциальная точность квазиоптимальных радиолокационных измерителей угловых координат со сканирующей многоканальной антенной системой. Доклады БГУИР. 2020; 18(3): 5-13. Abstract. We obtained the analytical expressions for the mean square deviation of errors in estimating the angular coordinates of the target for quasi-optimal algorithms of processing the fluctuating signals in radar meters with a scanning multichannel receiving system under external interference. Analytical estimates are based on the construction and circulation of the Fisher information matrix with a joint estimation of the direction of arrival and power of the fluctuating reflected signal at the output of the isotropic receiving antenna and a parabolic approximation of the mean value of the decisive statistic in the vicinity of the target direction for the processing algorithm, which provides for an estimate of the average power of the reflected signal by the least square method. The research demonstrates the convergence of exact and approximate analytical estimates and the results of computer modeling. We present the results of studying the accuracy of determining the angular coordinates of the reflected signal for typical space-energy cases. It is shown that the estimation error of the angular coordinates of the reflected signal are unbiased, and at small intervals of the correlation of the reflected signal the probability density of estimation error of the target azimuth exhibits normal distribution. In case of large correlation intervals, the distribution significantly differs from normal and acquires a large positive kurtosis and asymmetry with their values depending on the angular differences of the interference source and the target. The obtained expressions can be used to evaluate the effectiveness of quasi-optimal radar meters in the conditions of external interference and in the complex modeling of radar facilities with such meters included. Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests. For citation. Kozlov S.V., Vu Thanh Ha. Potential accuracy of quasi-optimal radar meters of angular coordinates with scanning multi-channel antenna system. Doklady BGUIR. 2020; 18(3): 5-13.
doi:10.35596/1729-7648-2020-18-3-5-13 fatcat:5psv6moexbaeha3mr66ltwuvye