Mатематична модель зсунутого часу комбінованого сигналу у складі фрагментів з лінійною та квадратичною частотною модуляцією
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2024.97.5-11Ключові слова:
нелінійна частотна модуляція, квадратична частотна модуляція, автокореляційна функція, максимальний рівень бічних пелюстокАнотація
Питання синтезу нелінійно-частотно модульованих зондувальних сигналів, які у порівнянні з широковідомими лінійно-частотно модульованими сигналами мають нижчий максимальний рівень бічних пелюсток автокореляційної функції, мають практичну спрямованість, відносяться до актуальних проблем теорії та практики формування сигналів з внутрішньо-імпульсною модуляцією для радіоелектронних засобів різного призначення.
У роботі розглядається комбінований нелінійно-частотно модульований сигнал, що складається з лінійно- та квадратично-частотно модульованих фрагментів. Особливістю запропонованого підходу до опису його математичної моделі є введення частотно-фазових компенсаційних складових, що забезпечує зниження максимального рівня бічних пелюсток автокореляційної функції сигналу. Обчислення значень компенсаційних складових засновано на врахуванні впливу похідних функції миттєвої фази фрагментів до найвищого порядку включно. До обмеження способу слід віднести вимогу існування їх кінцевої кількості.
У першому розділі статті проведено аналіз відомих досліджень та публікацій, який свідчить, що для математичної моделі зсунутого часу, яка розглядається у роботі, запропонований спосіб компенсації частотно-фазових спотворень раніше не розглядався. Тому у другому розділі роботи сформульовано відповідне завдання дослідження. Задля досягнення сформульованого завдання дослідження у третьому розділі роботи розроблено математичну модель зсунутого часу комбінованого сигналу, яка містить компенсаційні складові вказаних спотворень. Теоретично обґрунтовано та наочно продемонстровано важливість їх врахування у результуючому сигналі.
У результаті проведених досліджень розвинуто теорію синтезу комбінованих сигналів, встановлено склад та визначено величини частотно-фазових спотворень, які спричинені появою третьої похідної функції миттєвої фази квадратично-частотно модульованого фрагменту.
У якості напряму подальших досліджень планується розробка та дослідження математичної моделі зсунутого часу трифрагментного комбінованого сигналу з квадратично-частотно модульованим фрагментом.
Посилання
References
Skolnik M. I. (1990). Radar Handbook, Second edition. McGraw-Hill Professional, 1200 p.
Richards M. A., Scheer J. A., Holm W. A. (2010). Principles of modern radar. SciTech Publishing, 924 p.
Cook C. E. and Bernfeld M. (1993). Radar Signals: An Introduction to Theory and Application. Artech House, 552 p.
Levanon N., Mozeson E. (2004). Radar Signals. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 432 p. DOI: 10.1002/0471663085.
Kostyria O. O., Нryzo A. A., Dodukh O. M., Narezhnyi O. P., Fedorov A. V. (2023). Mathematical model of the current time for three-fragment radar signal with non-linear frequency modulation. Radio Electronics, Computer Science, Control, Vol. 3(66), pp. 17-26. DOI: 10.15588/1607-3274-2023-3-2.
Kostyria O. O., Hryzo A. A., Khudov H. V., Dodukh O. M., Solomonenko Y. S. (2024). Mathematical model of current time of signal from serial combination linear-frequency and quadratically modulated fragments. Radio Electronics, Computer Science, Control, No. 2, pp. 24-33. DOI: 10.15588/1607-3274-2024-2-3.
Kostyria О. О., Hryzo A. A., Khudov H. V., Dodukh O. M., Lisohorskyi B. А. (2024). Two-fragment non-linear-frequency modulated signals with roots of quadratic and linear laws frequency changes. Radio Electronics, Computer Science, Control, Vol. 1(68), pp. 17-27. DOI: 10.15588/1607-3274-2024-1-2.
Niu Q., Zhang X. (2020). Hardware-in-the-loop Simulation of P-band Radar with Stepped Frequency Chirp Signals. J. Microw., Vol. 36, pp. 19–23. DOI:10.14183/j.cnki.1005-6122.202006004.
Septanto H., Sudjana O., Suprijanto D. (2022). A Novel Rule for Designing Tri-Stages Piecewise Linear NLFM Chirp. 2022 International Conference on Radar, Antenna, Microwave, Electronics, and Telecommunications (ICRAMET), IEEE, pp. 62-67. DOI: 10.1109/ICRAMET56917.2022.9991201.
Kavitha C., Valli N. A., Dasari M. (2020). Optimization of two-stage NLFM signal using Heuristic approach. Indian Journal of Science and Technology (INDJST), Vol. 13(44), pp. 4465-4473. doi:10.17485/IJST/v13i44.1841.
Arijit Roy, Harshal B. Nemade, Ratnajit Bhattacharjee. (2021). Radar waveform diversity using nonlinear chirp with improved sidelobe level performance. International Journal of Electronics and Communications, Vol. 136, 153768. DOI: 10.1016/J.AEUE.2021.153768.
Saleh M., Omar S.-M., Grivel E., Legrand P. (2021). A Variable Chirp Rate Stepped Frequency Linear Frequency Modulation Waveform Designed to Approximate Wideband Non-Linear Radar Waveforms. Digital Signal Processing, Vol. 109, 102884. doi: 10.1016/j.dsp.2020.102884.
Adithyavalli N., Rani D. E., Kavitha C. (2019). An Algorithm for Computing Side Lobe Values of a Designed NLFM function. International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, Vol. 8(4), pp. 1026-103. doi:10.30534/ijatcse/2019/07842019.
Yee Kit Chan, Chua Ming Yam, and Voon Koo. (2009). Sidelobes Reduction Using Simple Two and Tri-Stages Non Linear Frequency Modulation (Nlfm). Progress In Electromagnetics Research, Vol. 98, pp. 33-52. doi:10.2528/PIER09073004.
Valli N. A., Rani D. E., Kavitha C. (2019). Modified Radar Signal Model using NLFM. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), Vol. 8, Iss. 2S3, pp. 513-516. doi: 10.35940/ijrte.B1091.0782S319.
Jin G. et al. (2019). An Advanced Nonlinear Frequency Modulation Waveform for Radar Imaging With Low Sidelobe. IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing, Vol. 57, Iss. 8, pp. 6155–6168. doi:10.1109/TGRS.2019.2904627.
Parwana S., Kumar S. (2015). Analysis of LFM and NLFM Radar Waveforms and their Performance Analysis. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), Vol. 02, Iss. 02, pp. 334-339.
Ch Anoosha and Krishna B. T. (2022). Peak Sidelobe Reduction analysis of NLFM and Improved NLFM Radar signal with Non-Uniform PRI. Aiub Journal of Science and Engineering (AJSE), Vol. 21, Iss. 2, pp. 125–131. DOI: 10.53799/ajse.v21i2.440.
Ghavamirad R., Sebt M. A. (2019). Side lobe Level Reduction in ACF of NLFM Wave-form. IET Radar, Sonar & Navigation, Vol. 13, Iss. 1, pp. 74-80. DOI:10.1049/iet-rsn.2018.5095.
Alphonse S., Williamson G. A. (2014). Novel radar signal models using nonlinear frequency modulation. 22nd European Signal Processing Conference (EUSIPCO), doi:10.5281/ZENODO.44184.
Jeevanmai R., Rani N. D. (2016). Side lobe Reduction using Frequency Modulated Pulse Compression Techniques in Radar. International Journal of Latest Trends in Engineering and Technology, Vol. 7, Iss. 3, pp. 171-179. doi: 10.21172/1.73.524.
Xu, Z.; Wang, X.; Wang, Y. (2022). Nonlinear Frequency-Modulated Waveforms Modeling and Optimization for Radar Applications. Mathematics, Vol. 10(21), 3939, pp. 1-11. doi: 10.3390/math10213939.
Prakash B. L., Sajitha G., and Rajeswari K. R. (2016). Generation of Random NLFM Signals for Radars and Sonars and their Ambiguity Studies. Indian Journal of Science and Technology, Vol. 9, Iss. 29, pp. 1-7. doi:10.17485/ijst/2016/v9i29/93653.
Valli N. A., Rani D. E., Kavitha C. (2020). Performance Analysis of NLFM Signals with Doppler Effect and Background Noise. International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT), Vol. 9, Iss. 3, pp. 737-742. DOI: 10.35940/ijeat.B3835.029320.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Олександр Костиря
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
