Способ регуляризованного определения оптимальной рабочей частоты при ионосферно-пространственном распространении радиоволн
METHOD FOR REGULARIZED DETERMINATION OF THE OPTIMAL OPERATING FREQUENCY FOR IONOSPHERIC-SPATIAL PROPAGATION OF RADIO WAVES

Область техники.
Изобретение относится к области радиотехники, конкретно - к способам определения в реальном времени оптимальных рабочих частот при ионосферно-пространственном распространении радиоволн (ИПРРВ). Оно может быть применено в радиозондировании, радиопеленгации, радиосвязи, загоризонтной радиолокации (ЗГРЛ) в диапазоне декаметровых (ДКМ) радиоволн. Преимущественно оно может быть использовано в системах ЗГРЛ, работающих в условиях критического воздействия на радиоприем ионосферы, как нестационарной среды распространения радиоволн (РРВ), всевозможных видов активных (АП) и пассивных помех (ПП).
Уровень техники
/
ЭЛ
В настоящее время в загоризонтных радиолокаторах (ЗГ РЛС) для настроек по частоте используются подсистемы адаптации к случайным изменениям гелиогеофизических условий ионосферы (АГФУ). Их работа основана на предположениях о стационарности ИПРРВ и известности законов распределения локационных сигналов (ЛКС), на усредненной/медианной оценке различными методами радиозондирования регулярных (устойчиво наблюдаемых) вариаций ГФУ, отображаемых различными моделями и определяющих выбор приемлемого диапазона рабочих частот [1……3]. Такие модели корректируются в основном по данным анализа сигналов возвратно-наклонного зондирования (ВНЗ), иначе говоря, - сигналов ПП (ВНЗ/ЗС-сигналов), объективно порождаемых в процессе радиолокации зондирующими сигналами (ЗС) вследствие мультипликативного воздействия (МП-воздействия) на распространяющийся ЛКС в процессе «отражения»«переизлучения»/«рассеяния» (ОПР) радиоволн наземным «пятном засветки/отражения (НПЗО), локальными неоднородностями электронной концентрации (ЛНЭК) ионосферы и прочими объектами/явлениями - источниками МП-воздействий (ИМВ) [2, 4]. Под ЛКС далее будем понимать распространяющийся радиолокационный сигнал (РЛ-сигнал), обусловленный излучением радиопередатчиком (РПД) зондирующего сигнала, в любой точке трасс ИПРРВ, как отраженный от Цели, так и от комплекса других ИМВ. В силу известной нестационарности ИПРРВ применяемые подсистемы АГФУ адекватны лишь частным случаям по условиям функционирования ЗГ РЛС [1, 2, 4, 6]. Под условиями функционирования (УСФ) будем далее понимать общий случай: наличие необходимых для радиолокации технических условий, зависимость ГФУ (и соответственно - ИПРРВ) от географии радиолокационных трасс (РЛ-трасс), стохастические в общем случае условия ОПР радиоволн от условных слоев и ЛНЭК ионосферы с повышенной электронной концентрацией N и от НПЗО, наличие на РЛ-трассах упомянутых многообразных порождающих ПП источников мультипликативных воздействий на ЛКС, присутствие на трассах ЗГРЛ любой возможной совокупности Целей, воздействие активных помех (АП) и т. д.
При адаптации ЗГ РЛС по частоте на основе ВНЗ необходимо определять «причины» образования конкретных характеристик ВНЗ-сигналов в их итоговом принятом виде. То есть, решать обратную задачу - определять по характеристикам принятых сигналов ВНЗ исходные радиофизические характеристики (РФХ) комплекса источников МП-воздействий на ЛКС [5, 6, 7, 8]. Однако, быстрые стохастические отклонения ГФУ от применяемых модельных трендов (часто очень глубокие), обусловливающие ошибки выбора приемлемого диапазона рабочих частот и оптимальной рабочей частоты (ОРЧ) по сигналам ВНЗ, в общем по УСФ случае не могут достоверно определяться применяемыми в настоящее время статистическими методами [1, 2, 4, 5, 6]. Традиционно они сводятся к статистическим измерениям характеристик гелиогеофизических условий ионосферы - текущего состояния ее структуры, электронно-ионного содержания, регулярной вариативности с привязкой к географии трасс локации, состояния магнитного поля Земли, параметров сезонно-суточной изменчивости ГФУ и циклов Солнечной активности. При таких сложных УСФ задача текущих оперативных оценок ГФУ и РФХ трасс ИПРРВ по принятым сигналам ВНЗ математически становится не просто обратной, но и некорректно поставленной. Это обусловливает большой статистический разброс оценок параметров ГФУ, неадекватность в общем по УСФ случае моделирования ионосферы, соответственно - неопределенную меру точности определения ОРЧ подсистемой АГФУ [5, 6, 7, 8].
Проблема состоит также в том, что в силу нестационарности ИПРРВ в общем по УСФ случае ЛКС на пути по трассам ИПРРВ может претерпевать в математическом отображении ряд функциональных преобразований, приводящих к переводу принятых сигналов в совершенно иное, чем ожидаемое по форме применяемых ЗС, функциональное пространство [5]. Это несоответствие при излучении РПД штатных ЗС также обусловливает некорректность в таких УСФ постановки обратной задачи измерений необходимых для работы АГФУ характеристик сигналов ВНЗ/ЗС с применением известных традиционных способов статистической обработки принимаемых сигналов [1, 2, 4, 5]. Поэтому в общем случае, как констатировалось выше, работа действующих АГФУ ЗГ РЛС по определению текущей оптимальной рабочей частоты адекватна лишь частным случаям близких к идеальным условиям функционирования [5].
Описанное выше свидетельствует об актуальности решения проблемы оперативного и адекватного определения ОРЧ в условиях нестационарной ионосферы, соответственно - адаптации систем ЗГРЛ по частоте.
Известны способы и устройства, имеющие возможность решения в определенной мере этой проблемы. Их теоретические основы изложены во множестве трудов, например, в [1, 2, 4, 6, 9… 12]. Однако, они посвящены оценке, анализу и моделированию регулярных макроизменений ГФУ ионосферы статистическими методами на достаточно репрезентативных выборках, то есть - относительно инерционны, не соответствуют в достаточной мере РФХ, тонким стохастичным структуре и динамике ионосферы, являющихся источниками нестационарности ИПРРВ и соответственно - нестабильности текущей реальной ОРЧ, как следствие - недостаточной точности ее определения [1, 2, 4]. Фактически отсутствуют способы и аппаратные средства, удовлетворяющие современным требованиям в ЗГРЛ текущих оперативных и адекватных оценок ОРЧ в реальном времени инвариантно к географии, сезонно-суточным-солнечным циклам ГФУ ионосферы, ее динамики и стохастичности. Исходя из сказанного выше и материалов [2, 4, 6, 7, 16, 18, 19] следует, что достаточно оперативное, корректное и адекватное определение в реальном времени текущей ОРЧ по текущим оценкам РФХ ИПРРВ на трассах локации на основе измерений характеристик принятых сигналов ВНЗ возможно только новым способом, обеспечивающим перевод задачи этих измерений в класс математически корректных применительно к построению регуляризованного обнаружителя (РГО) и оценке текущих интервалов относительной стационарности ИПРРВ на РЛ-трассах.
Задача настоящего изобретения
- решение проблем адекватности частотной адаптации ЗГ РЛС путем оперативного регуляризованного определения оптимальной рабочей частоты при нестационарном в общем по УСФ случае ионосферно-пространственном распространении радиоволн инвариантно к географии, сезонно-суточным-солнечным циклам ГФУ ионосферы, ее динамики и стохастичности.
Средств и способов решения такой задачи на известном уровне техники не выявлено.
Техническим результатом
, обеспечивающим решение сформулированной задачи, является создание нового способа оперативного и адекватного регуляризованного определения текущих значений ОРЧ при нестационарном в общем по УСФ случае ионосферно-пространственном распространении радиоволн инвариантно к географии, сезонно-суточным-солнечным циклам ГФУ ионосферы, ее динамики и стохастичности.
Сущность изобретения.
Т
Т
t
ƒ
-
t
Т
t
ƒ
i
i
Т
Ψ
i
i+j
-
ƒ
ƒ
Ψ
L
i+j
-
Т
i
Т
t
ƒ
i
i+j
-
Д
i
ст
i
дз
Д
ƒ
Д
ƒ
прƒ
Д
ƒ
i
прƒ
mƒ
i
m
i
ƒ
3
ƒ
10
ƒ
mƒ
i
m
i
mƒ
i
ƒ
3
ƒ
10
Д
ƒ
Д
р
дз
ƒ
2
Д
ƒ
Д
ƒ
i
ст
i
дз
Д
2
2
Достижение заявленного технического результата обеспечивают тем, что осуществляют циклическое с периодомΔ возвратно-наклонное зондирование (ВНЗ/Δ-зондирование) трасс ИПРРВ путем передачи радиопередатчиком (РПД) в начале каждого Δ-цикла, перед излучением штатного ЗС, в пределах в текущего интервала Δ относительной стационарности ИПРРВ и прогнозного частотного диапазона Δ, относительно длительного по времени, отображаемого Δфункцией Дирака (приближенно), «пробного» квазимонохроматического сигналаΔ«включения» (ВНЗ/Δ-сигнала)длительностью Δ, стандартный радиоприем и обработку с учетом локационной задержки соответствующих принятых «пробных» сигналов , обусловленных передачей сигналаΔ. В процессе этой обработки осуществляют в начале каждого текущегоΔ-цикла на интервале Δ анализ комплекса их частотных характеристик сигналов , затем - формирование их функционального представления-модели . При этом комплекс частотных характеристик сигналов определяют как совокупность их амплитудно-частотных характеристик {A, ƒ, σ, σ}, где: A- max. амплитуда, ƒ- частота, соответствующая A , σ и σ - ширина частотного спектра по уровням соответственно -3 дБ и -10 дБ, и доплеровского сдвига Δв каждом элементе разрешения РЛС. Затем осуществляют генерацию на базе полученной модели  необходимого для обработки опорного сигнала (ОПС-) - , задержку сигнала ОПС-на период Δ, определение индикатора Δ относительных на текущем интервале от -го до ()го цикла ВНЗ/Δ-зондирования функциональных изменений сигналов , отражающих меру соответствия на этом интервале текущей рабочей частоты  прогнозному диапазону Δ. Индикатор Δопределяют как нормированное функциональное уклонение («невязку») в  представления
пробного сигнала, принятого в начале ()го цикла, от его относительного эталона - задержанного на период Δ опорного сигнала ОПС-. Причем опорный сигнал  на первом-стартовом шаге ВНЗ/Δ-зондирования формируют априори моделированием функциональных преобразований ВНЗ/Δ-сигнала на радиолокационных трассах на основе известных корректных экспериментальных данных. Далее проводят расчет минимума-экстремума , его сопоставление с получаемыми с выхода основного тракта обнаружения ЗГ РЛС текущими оценками  совокупных погрешностей измерений (СВПИ) принимаемых сигналов и определение в начале каждого Δ-цикла регуляризованного пределами текущего интервала Δотносительной стационарности ИПРРВ и прогнозного частотного диапазона ∆ текущего значения ОРЧ, удовлетворяющего критерию  непревышения на интервале от -го до ()го цикла ВНЗ/Δ-зондирования минимумом-экстремумом  пределов СВПИ.
Обоснование достижения заявленного технического результата
ƒ
ƒ
ƒ
t
-
Т
/
t
ƒ
Т
t
<< Т
Т
t
t
t
ƒ
-
Т
t
t
Т
дз
МПЧ
НПЧ
ст
i
Д
Д
ст
i
дз
i
Д
ƒ
прƒ
ст min
прƒ
ст
i
дз
Д
ƒ
i
Д
ƒ
пр ƒ
пр
ƒ
ск
≈
Как уже было констатировано выше, в связи с нестационарностью ионосферы в общем случае, как следствие - математической некорректностью и неадекватностью при сложных УСФ существующих алгоритмов настройки по частоте ЗГ РЛС по сигналам ВНЗ, существующие подсистемы АГФУ обладают соответственно низкой эффективностью. Для обеспечения адаптации ЗГ РЛС по частоте при ВНЗ-зондировании необходим перевод решения обратной задачи определения конкретных характеристик ВНЗ/ЗС-сигналов в их итоговом принятом виде в класс математической корректности [5, 6, 7, 8]. Для этого при измерениях характеристик ВНЗ/ЗС-сигналов в пределах обычного прогнозного частотного диапазона Δ =  -  (максимальная применимая - наименьшая применимая частота) на интервале Δ относительной стационарности ИПРРВ необходимо использовать специальные сигналы, обладающие свойствами Δфункции Дирака. В рамках заявляемого способа предложено циклическое с периодом Δ сканирование радиолокационных трасс путем ВНЗΔ-зондирования, заключающегося в излучении РПД, в пределах текущего интервала Δ стационарности ИПРРВ и прогнозного частотного диапазона Δ, в начале каждого Δ-цикла относительно длительных по времени квазимонохроматических сигналовΔ«включения», отображаемых Δ-функцией Дирака (приближенно), длительностью ΔΔ. Период Δне должен превышать наименьшие из известных корректных расчетных и/или экспериментальных данных (ЭКД) о минимальной длительности Δ ≈ 3…5 сек. текущего интервала стационарности каналов ИПРРВ [2, 4, 9…17 и др.]. Учитывая, что длительность Δ относительно мала, флуктуации по частоте, задержке, углам прихода принимаемых сигналов можно на этом интервале считать стационарными и взаимосвязанными. Тогда, с учетом реальной производительности вычислительных средств, адекватным способом определения ОРЧ на этом интервале в пределах текущего интервала Δ стационарности ИПРРВ и прогнозного частотного диапазона Δ в заданном объеме контроля РЛС может быть локальное одномерное - по частоте  решение задачи регуляризованного поиска текущего значения оптимальной рабочей частоты. Соответственно предложено указанное выше ВНЗ/Δ-зондирование РЛ-трасс в начале каждого Δ-цикла сигналом «включения» Δ длительностью Δ + Δ/k  с параметрами, обоснованными и подробно описанными в [26]:
t
пр
ƒ
Д
ƒ
где  - момент включения квазигармонического сигналаΔ;
ск
Д
/
Т
k-оперативно задаваемая скважность ВНЗΔ-зондирования c периодом Δ.
Д
ƒ
Д
ƒ
-
Длительность Δ-сигнала для приближения к Δфункции Дирака и получения близких к адекватным оценок параметров принимаемыхΔ-сигналов должна соответствовать требованиям:
t
t
стmin
пр ƒ
П
П
ЗС
Δ>>Δ >> Т = 1/ F >> τ,
П
П
ЗС
где Ти F - период и частота повторения ЗС, τ- длительность импульса ЗС.
Важно отметить, что, подобно генезису обусловленных излучением штатных
Д
Д
Д
Д
Д
Д
ƒ
Д
ƒ
ст
i
Д
ƒ
Д
ƒ
Д
ƒ
Д
ƒ
Д
Д
р
дз
2
Д
-
-
i
i+j
-
i
i
-
t
h
Ψ
i
i+j
-
ƒ
ƒ
Ψ
L
i+j
-
Т
2
2
ЗС пассивных помех - , в процессе ВНЗ/Δ-зондирования происходит аутентичное порождение Δмодифицированных пассивных помех  как результат идентичных воздействий на рабочий штатный ЛКС и на Δ-сигнал комплекса всех ИМВ на трассе. [2, 4, 5, 12, 13]. Логический вывод: характеристики вариативности ПП в обоих случаях должны быть одинаковы. А так как их определение на основе анализа  статистическими методами, как обосновано выше, в общем случае некорректно и неадекватно, процессы формирования ПП, как составляющей принимаемого сигнала , функционально можно описывать с помощью представления  Δмодифицированных пассивных помех, обусловленных излучением на интервале от -го до ()го цикла ВНЗ/Δ-зондирования «пробного» Δ-сигнала, то есть, упомянутого выше опорного сигнала ОПС- - . В соответствии вышеизложенным ОПС- - модель  в ее динамике, корректируемая по данным ВНЗ/Δ-зондирования, в силу свойств Δфункции Дирака отображает эквивалентную информацию о комплексе МП-воздействий на трассе, приближающуюся в пределах текущего интервала Δ стационарности ИПРРВ к истинной. Именно поэтому она использована в качестве опорного сигнала при обработке принятыхΔ-сигналов (кроме первого цикла ВНЗ/Δ-зондирования). На первом шаге ВНЗ/Δ-зондирования, в силу отсутствия при этом инструментальных данных по , будет применяться модель  функциональных преобразований Δ-сигналов на трассе, формируемая на основе исходных моделей (ИСМ) радиофизических характеристик (РФХ) источников МП-воздействий по корректным ЭКД [2, 4, 5, 8, 9…13]. Таким образом, ВНЗ/Δ-зондирование в описанном виде обеспечивает получение данных для математически корректного решения задачи определения характеристик ВНЗ-сигналов, необходимых для адекватной оценки ОРЧ и требований к частотной адаптации ЗГ РЛС [2, 4, 5, 7…13]. Отсюда следует, что корректным и адекватным способом определения текущих значений ОРЧ в оговоренных условиях должно быть регуляризованное решение, удовлетворяющее критерию непревышения пределов совокупных погрешностей измерений  принимаемых сигналов (-систематических, -случайных) минимумом-экстремумом индикатора Δ относительных на текущем интервале от -го до ()го цикла ВНЗ/Δ-зондирования функциональных изменений сигналов , эквивалентных мере соответствия текущей рабочей частоты  прогнозному диапазону ∆. Индикатор Δ определяется в как нормированное функциональное уклонение («невязка») представления  принятого в начале ()го цикла ВНЗ/Δ-зондирования пробного сигнала от его относительного эталона - задержанного на период Δ опорного сигнала , сформированного на основе данных о представлении
Д
ƒ
прƒ
дз
П
прƒ
Д
ƒ
Д
ƒ
ƒ
Д
ƒ
Ψ
t
ƒ
Т
t
Т
Т
i
i
Ψ
i+j
2
2
Приближенность параметров используемых Δ - сигналов к функции Дирака нивелируется применением принципа относительности оценок индикатора Δсоответствия текущих частот зондирования на интервале Δпрогнозному диапазону частот ∆,основанного при соотношении
=ΔΔ на адекватности допущении о неизменности параметров принятых сигналов  на интервале следующих друг за другом относительно коротких циклов ВНЗ/Δ-зондирования. Этот принцип заключается в использовании задержанного наΔ представления ОПС- - , сформированного на основе выборки -го принятого Δ-сигнала, в качестве ОПС для вычисления его функциональной нормированной невязки Δ с представлением  принятого сигнала в следующем ()-м цикле ВНЗ/Δ-зондирования. К тому же такой способ формирования ОПС позволяет в значительной мере избавиться от возможных ошибок моделирования ОПС-1.
Ψ
ƒ
ƒ
ƒ
дз
дз
2
Невязка Δ в соответствии с принципами регуляризации по априорным данным решений некорректных задач может рассматриваться как первичный индикатор соответствия «прицеливания» ЗГ РЛС по частоте пределам ∆. Следовательно, чем точнее подсистемой АГФУ определен прогнозный диапазон ∆, тем эффективнее заявляемый способ [7, 19].
Д
Заявляемый способ на 1-м шаге ВНЗ/Δ-зондирования алгоритмически может быть представлен в виде:
Д
ƒ
Д
ƒ
i=1
-
где - принятый Δ-сигнал «включения» на первом ()м шаге ВНЗ/Δ- зондирования;
Д
ƒ
Д
ƒ
i = 1
-
- ОПС-1 для обработки ВНЗ/Δ- сигнала на первом ()м шаге ВНЗ/Δ- зондирования, генерируемый по (2).
i+j
-
i
i
i+j
-
i
Д
ƒ
Д
ƒ
Соответственно описанному выше принципу относительности ОПС на ()м шаге ВНЗ/Δ-зондирования генерируется как относительный к ОПС-, сформированному на предыдущем -м шаге, а способ определения ОРЧ по итогам любого ()го, следующегопосле-го, шага ВНЗ/Δ- зондирования представлен в виде:
Д
ƒ
Д
Ψ
2
В соответствии с вышеизложенным заявляемый способ позволяет преодолеть отмеченные недостатки статистических способов и устройств оценки ОРЧ, в силу описанных выше свойств применяемых Δ-сигналов ВНЗ/Δ-зондирования и перевода задачи текущих скользяще-относительных оценок индикатора Δ относительных функциональных изменений принятых сигналов в класс корректности в пределах СПВИ, - достичь, заявленного технического результата: оперативного и адекватного регуляризованного определения текущих значений ОРЧ при нестационарном в общем по УСФ случае ИПРРВ, как следствие, - повышения эффективности систем адаптации ЗГ РЛС по частоте.
Ссылка на чертежи
Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - блок-схемой алгоритма заявляемого способа.
На фиг. 1 номерами позиций обозначены следующие операции, отображающие описанные выше действия с учетом локационной задержки:
Операция 1.
Т
i
Т
i+j
-
i
Д
ƒ
Д
ƒ
i
Выделение последовательно, с синхронизацией сигналами генерации цикловΔВНЗ/Δ-зондирования по итогам операции 10 и исходными «пробными» сигналами Δ по итогам операции 11, принятых стандартным радиоприемником в начале каждого -го Δ-цикла «пробных» сигналов «включения» , как исходных данных (ИД) для выполнения операции 2, затем - сигналов , обусловленных передачей штатного зондирующего сигнала (ЗС), как ИД для обработки (операция 12) локационного сигнала (ЛКС). Далее аутентично в начале каждого следующего ()го цикла выделяют принятые сигналы  и ;
Операция 2.
Т
t
t
Д
ƒ
i
прƒ
пр
ƒ
Анализ, синхронизируемый сигналами генерации цикловВНЗ/Δ-зондирования по итогам операции 10, в начале каждого текущего Δ-цикла на интервале Δ комплекса частотных характеристик  принятых «пробных» квазимонохроматических сигналов «включения» длительностью Δ;
Операция
3.
Д
ƒ
Формирование функционального представления-модели  принятых сигналов , синхронизируемое сигналами генерации цикловВНЗ/Δ-зондирования по итогам операции 10;
Операция
4.
i
Генерация необходимого для обработки опорного сигнала(ОПС-) - ;
Операция 5.
i
Т
Задержка сигнала ОПС-на период Δ;
Операция
6.
Д
ƒ
Д
ƒ
Формирование опорного сигнала  на первом-стартовом шаге ВНЗ/Δ-зондирования моделированием функциональных преобразований ВНЗ/Δ-сигнала на радиолокационных трассах на основе известных корректных экспериментальных данных;
Операция
7.
Ψ
i
i+j
-
L
i+j
-
Т
i -
ƒ
Д
ƒ
2
2
Определение индикатора Δ, относительных на текущем интервале от -го до ()го цикла ВНЗ/Δ-зондирования функциональных изменений принятых сигналов , как нормированного функционального уклонения («невязки») в  представления  пробного сигнала, принятого в начале ()го цикла, от его относительного эталона - задержанного по операции 5 на период Δ опорного сигнала ОПС-;
Операция
8.
Расчет минимума-экстремума ;
Операция
9.
Т
t
ƒ
i
ст
i
дз
Сопоставление  стекущими оценками  совокупных погрешностей измерений (СВПИ) принимаемых сигналов, получаемыми в итоге операции 12, и определение в начале каждого Δ-цикла, регуляризованного пределами текущего интервала Δотносительной стационарности ИПРРВ и прогнозного частотного диапазона ∆, текущего значения ОРЧ, удовлетворяющего критерию ;
Операция
10.
Д
ƒ
Генерация циклов ВНЗ/Δ-зондирования;
Операция
11.
Д
Генерация «пробных» Δ-сигналов;
Операция
12.
Обработка ЛКС, определение СВПИ.
Раскрытие сущности изобретения
Согласно фиг. 1 регуляризованное определение оптимальной рабочей частоты при ионосферно-пространственном распространении радиоволн состоит в следующем.
Т
Т
t
ƒ
t
i
Т
i+j
-
Т
ƒ
Т
i
i
Т
Ψ
i
i+j
-
ƒ
Ψ
i
ст
i
дз
Д
ƒ
Д
ƒ
прƒ
Д
ƒ
Д
ƒ
i
i
mƒ
i
m
i
ƒ
3
ƒ
10
ƒ
mƒ
i
m
i
mƒ
i
ƒ
3
ƒ
10
Д
i
ƒ
Д
Д
ƒ
Д
ƒ
дз
ƒ
2
2
Необходимое для решения задачи заявляемого изобретения циклическое с периодом Δ возвратно-наклонное зондирование трасс ИПРРВ осуществляют путем радиопередачи в начале каждого Δ-цикла, перед излучением штатного ЗС, в пределах текущего интервала Δ относительной стационарности ИПРРВ и прогнозного частотного диапазона ∆, относительно длительного по времени «пробного» квазимонохроматического Δ-сигнала «включения» (ВНЗ/Δ-сигнала) длительностью Δ, отображаемого функцией Дирака (приближенно). В процессе обработки, с учетом локационной задержки, принятых сигналов в ходе операции 1 последовательно выделяют, с синхронизацией сигналами генерации цикловВНЗ/Δ-зондирования по итогам операции 10 и исходными «пробными» сигналами Δ по итогам операции 11, принятые стандартным радиоприемником в начале каждого -го Δ-цикла соответствующие «пробные» сигналы «включения» , затем - сигналы , обусловленные передачей штатного зондирующего сигнала (ЗС), как исходные данные (ИД) для выполнения операции 12 - обработки локационного сигнала (ЛКС). Вслед затем аутентично в начале каждого следующего ()го цикла вновь последовательно выделяют принятые «пробные» сигналы  и . Принятые сигналы  используют как исходныеданные для операции 2 - анализа на интервалеΔ-цикла комплекса их частотных характеристик: совокупности амплитудно-частотных характеристик {A, ƒ, σ, σ} , где: A- max. амплитуда, ƒ- частота, соответствующая A, σ и σ - ширина частотного спектра по уровням соответственно -3 дБ и -10 дБ, и доплеровского сдвига Δ в каждом элементе разрешения РЛС. Результаты этого анализа используют для выполнения операции 3 - формирования функционального представления-модели  принятого сигнала . Операции 2 и 3 также синхронизируют генерируемыми в ходе операции 10 сигналами цикловΔ.Модель  далее применяют в ходе последовательности операций 4, 5, 7: соответственно - генерации необходимого для обработки опорного сигнала (ОПС-) - ,задержки ОПС-на период Δ, определения индикатора Δотносительных на текущем интервале от -го до ()го цикла ВНЗ/Δ-зондирования функциональных изменений сигналов . При этом, в связи с отсутствием на первом-стартовом шаге ВНЗ/Δ-зондирования инструментальных данных о частотных характеристиках принятых сигналов , стартовый опорный сигнал ОПС-1 - , необходимый для проведения на этом шагеоперации 4, формируют в ходе операции 6 априори моделированием функциональных преобразований ВНЗ/Δ-сигнала на радиолокационных трассах на основе известных корректных экспериментальных данных. А априорные данные по прогнозному диапазону ∆, регуляризующие определение операцией 7 индикатора Δ, получают с выхода алгоритма АГФУ ЗГ РЛС.
Ψ
L
i+j
-
Т
i
ƒ
2
Д
ƒ
2
Индикатор Δ операцией 7 определяют как нормированную функциональное уклонение («невязку») в  представления  сигнала, принятого в начале ()го цикла в итоге операции 1, от его относительного эталона - задержанного на Δв итоге операции 5 опорного сигнала ОПС- , что обеспечивает далее относительность и адекватность текущих оценок ОРЧ от цикла к циклу ВНЗ/Δ-зондирования. Далее проводят операцию-расчет 8 минимума-экстремума , сопоставление его операцией 9 с текущими оценками  совокупных погрешностей измерений (СВПИ) принимаемых сигналов, получаемыми в
i
i + j
/
t
ƒ
Д
ст
i
дз
процессе 12 обнаружения целей, и определение текущего на интервале от
-го до ()-го цикла ВНЗΔ-зондирования значения оптимальной рабочей частоты, регуляризованного пределами текущего интервала Δи диапазона ∆;
Промышленная применимость
Д
Д
Заявляемый способ, в силу свойств используемых Δ-сигналов ВНЗ/Δ-зондирования, позволяет перевести обратную задачу определения характеристик сигналов ВНЗ в класс корректных, соответственно - получать близкие к адекватным текущие оценки РФХ комплекса источников мультипликативных воздействий (ИМВ) на ЛКС. Это, в свою очередь, определяет описанные выше возможности адекватных скользяще-относительных регуляризованных оценок в реальном времени текущих значений ОРЧ. Реализация заявляемого способа позволяет преодолеть недостатки известных статистических методов определения ОРЧ, тем самым - обеспечить корректную текущую частотную адаптацию ЗГ РЛС к нестационарному ИПРРВ.
Основными факторами, определяющими преимущества заявляемого способа перед известными, являются:
- адекватность и оперативность текущих оценок ОРЧ, их независимость от нестационарности ионосферы, географии трасс ЗГРЛ и их направлений;
- инвариантность получаемых текущих оценок ОРЧ применительно к методам обработки сигналов в ЗГ РЛС;
- отсутствие большинства применяемых априори условий и допущений (в различных комбинациях), делающих известные способы оценок ОРЧ статистическими методами в общем по УСФ случае не адекватными.
Д
ƒ
прƒ
Д
t
Т
Определение ОРЧ заявляемым способом проверялось численным экспериментом с применением модели принятого сигнала, задаваемого с огибающей по нормальному закону с произвольными вариациями тренда амплитуд, при длительности «пробного» Δ-сигнала Δ= 2 и 3 сек., периоде ВНЗ/Δ-зондирования Δ = 10 и 15 сек. Получены результаты оценок ОРЧ с ошибками не более 8 %.
Использованные источники информации
1. Левин Б.Р. Статистическая радиотехника. - М.: Советское радио, 1966.
2. Под ред. Колосова А.А. Основы загоризонтной радиолокации .- М.: Радио и связь, 1984.
3. Алебастров В.А., Борсоев В.А., Шустов Э.И. Развитие отечественной загоризонтной радиолокации. М.: Новое время, 2016.
4. Акимов В.Ф., Калинин Ю.К. Введение в проектирование ионосферных загоризонтных радиолокаторов. Под ред. Боева С.Ф. М.: Техносфера, 2017.
5. Джузеппе А. Фабрицио. Высокочастотный загоризонтный радар: основополагающие принципы, обработка сигналов и практическое применение. Пер. с англ. под ред. Боева С.Ф. М., «Техносфера», 2018.
6. Миддлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. (An Introduction to Statistical Communication Thtory). Перевод с англ. под ред. Б.Р. Левина. М., «Советское радио», т. 1, 1961, т. 2, 1962.
7. Price R., Green P.E. A communication technique for multipatch channels. PIRE, v.46, № 3, 1958.
8. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. М., "Мир", 1981, т, 1, 2.
9. Амбарцумов К.С., Арефьев В.И., Гордеев В.А., Талалаев А.Б. Обобщенный функциональный анализ информационных радиосистем. Тверь, «Вестник ТвГУ. Серия «Прикладная математика», 2015, № 1.
10. Герасимов Ю.С., Гордеев В.А., Кристаль В.С. Оценка параметров возмущающих воздействий на трассах дальней радиосвязи. М., "Радиотехника", 1982, № 9.
11. Ван-Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Пер. с англ. под ред. В.И. Тихонова. М., "Советское радио", 1972.
12. Алебастров В.А., Бочкарев Г.С. и др. К вопросу решения обратной задачи ВНЗ на протяженных трассах. В кн. «Распространение радиоволн в ионосфере». М., ИЗМИРАН, 1985.
13. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Регуляризующие алгоритмы и априорная информация. М., «Наука», 1983.
14. Альперт Я.Л., Гинзбург В.Л., Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн. М., Гостехиздат, 1953.
15. Благовещенский Д.В. Распространение декаметровых радиоволн в высоких широтах. М., "Наука", 1981.
16. Price R., Green P.E. A communication technique for multipatch channels. PIRE, v.46, № 3, 1958.
17. Яковлев О.И., Якубов В.П., Урядов В.П., Павельев А.Г. Распространение радиоволн. М, изд-во URSS, 2015.
18. Вертоградов Г.Г. Комплексные исследования ионосферного распространения декаметровых радиоволн на трассах разной протяженности. Дисс. на соискание степени д-ра физ.-мат. наук. Ростов-на-Дону, 2007, 432 с.
19. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Динамическая адаптивная структурно - физическая модель декаметрового канала связи. М., «Математическое моделирование», 1996, т. 8, № 2, с. 3-18.
20. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Определение времени стационарности ионосферного радиоканала. М., «Математическое моделирование», 1996, т. 8, № 2.
21. Вертоградов Г.Г., Урядов В.П., Вертоградов В.Г., Кубатко С.В. Патент RU 2399062, МПК G01S 1/08, 3/46 (2006.01). Ионосферный зонд-радиопеленгатор. Заявл. 15.07.2009. Опубликовано 10.09.2010. Бюлл. № 25, с. 16.
22. Smirnov V.M., Tynyankin S.I., Guzenko O.B. Ionosfernoe Obespechenie Sredstv Korotkovolnovoi Svyazis Ispol’zovaniem Sputnikovykh Navigatsionnykh Sistem GLONASS/GPS [Means Provided by Ionosphere for Short-Wave Communication Using Satellite Navigation Systems GLONASS/GPS]. G. Fryazino: FIRE im. V.A. Kotel’nikova RAN. Moscow, Innovatsionnyi nauchno-tekhnicheskii tsentr, 2012 (in Russian).
23. Rawer K., Bilitza D., Ramakrishnan S. Goals and status of the International Referеnce Ionosphere Rev. Geophys. V. 16. рр. 177-181. 1978.
24. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. М., «Наука» ,1972.
25. Арефьев В.И. и др. Способ определения интервалов относительной стационарности сигналов ионосферно-пространственного распространения радиоволн. Патент RU 2721622, МПК G01S 13/00 (2006.01), от 27.06.2019, опубл. в ГР РФ 21.05.2020.
26. Арефьев В.И., Богданов О.А., Гордеев В.А., Никонова Л.В., Тихонов В.В. Патент RU 2694235 РФ, МПК G01S 13/04 (2006.01).
27. Способ регуляризованного обнаружения полезных радиосигналов. Заявка RU 2018124726 от 05.07.2018. Госрегистрация в ГРИ РФ от 10.07.2019.