Способ адекватного определения текущих интервалов относительной стационарности ионосферно-пространственного распространения радиоволн
METHOD FOR ADEQUATELY DETERMINING THE CURRENT INTERVALS OF RELATIVE STATIONARITY OF IONOSPHERIC-SPATIAL PROPAGATION OF RADIO WAVES

Область техники.
Изобретение относится к области радиотехники, конкретно - к способам определения в реальном времени интервалов стационарности ионосферно-пространственного распространения 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.
-
(
I
ЭЛ
2
Используемые в настоящее время в загоризонтных радиолокаторах (ЗГ РЛС) способы обработки локационных сигналов (ЛКС) - корреляционный прием (КРП) и согласованная фильтрация (СГФ) в многообразных модификациях  основаны на методах статистической радиотехники, на предположениях о стационарности гелиогеофизических условий (ГФУ) распространения радиоволн через ионосферу, известности законов распределения принимаемых сигналов, на традиционной статистической оценке их параметров - усредненной и/или медианной оценке характеристик регулярных (устойчиво наблюдаемых/измеряемых, соответственно - относительно длительных) вариаций ГФУ в ионосфере, отображаемых различными моделями. Эти модели, как правило, корректируют по данным анализа ПП - объективно порождаемых в процессе радиолокации сигналов возвратно-наклонного зондирования (ВНЗ), источниками которых является комплекс объектов/явлений на трассах локации - источников мультипликативных воздействий МП-воздействий, МП-помех). Под локационным сигналом - ЛКС - далее будем понимать распространяющийся радиолокационный сигнал в любой точке трассы локации, обусловленный излучением радиопередатчиком (РПД) зондирующего сигнала (ЗС), как отраженный от Цели, так и от комплекса других упомянутых объектов/явлений - источников МП-воздействий [1-4]. Стохастические отклонения ГФУ от применяемых модельных трендов (относительно быстрые и часто очень глубокие) в общем случае не могут достоверно определяться применяемыми в настоящее время статистическими методами в силу их инерционности [4…6]. Подсистемы адаптации существующих ЗГ РЛС к вариативности ГФУ (АГФУ) управляют их настройками, как уже было сказано, на основе знаний/измерений регулярных на относительно больших интервалах времени изменений ГФУ ионосферы, прогнозов и оценок текущих вариаций ГФУ различными методами [2, 3]. Поэтому в силу нестационарности ИПРРВ в общем случае адаптация ЗГ РЛС к стохастической вариативности ГФУ адекватна лишь частным случаям по условиям функционирования (УСФ) [2-5]. Под УСФ ЗГ РЛС будем понимать наличие необходимых для ЗГРЛ технических условий, присутствие на трассах ЗГ-локации любой возможной совокупности Целей, стохастические в общем случае условия ИПРРВ через ионосферу с рассеянием/отражением радиоволн от её условных слоёв, локальных ионосферных образований с повышенной электронной концентрацией N и от наземного «пятна засветки/отражения» (НПЗО) радиоволн, наличие многообразных, порождающих ПП, источников мультипликативных воздействий (ИМВ) на распространяющийся ЛКС, активных помех (АП) (перечень - не исчерпывающий). Достаточно часто при сложных УСФ в основном по причинам, вытекающим в числе прочего из отсутствия в существующих подсистемах АГФУ алгоритмов учета нестационарности ИПРРВ, наблюдаются произвольно большие потери Δ информации о Цели, содержащейся в принимаемом (полезном в таком случае) сигнале (ПС). То есть, или фиксируется неприемлемое отклонение оценок параметров обнаруженной Цели от априори известных/оправданно ожидаемых вплоть до констатации невозможности обнаружения [1-5]. Это подтверждается практикой ЗГРЛ [2, 3].
Известны способы и устройства, имеющие задачей или возможности решения в определенной мере проблем адекватных оценок ГФУ, нестационарности ИПРРВ и адаптации к ним. Их теоретические основы и практические применения изложены во множестве трудов, например, в [2-5, 8-16 и др.]. Однако, они посвящены статистическому анализу и моделированию регулярных макроизменений ГФУ ионосферы статистическими методами на достаточно репрезентативных выборках и не отражают в достаточной мере радиофизические характеристики (РФХ) тонкой стохастичной структуры и динамики ионосферы, являющихся источниками нестационарности ИПРРВ и соответственно - нестабильности/ошибочности в определенной мере текущих оценок ОРЧ, угловых и прочих режимов работы ЗГ РЛС [2…5, 9…13 и др.].
Известен «Способ определения интервалов относительной стационарности сигналов ионосферно-пространственного распространения радиоволн» [RU 2721622], заключающийся в циклическом с периодом Тδ возвратно-наклонное зондирование (ВНЗ/δ Д-зондирование) трасс загоризонтной радиолокации (ЗГРЛ) путём передачи радиопередатчиком (РПД) в начале каждого цикла перед излучением штатного зондирующего сигнала (ЗС) последовательно двух «пробных» δ Д-сигналов (ВНЗ/δ Д-сигналов), отображаемых приближенно δ-функциями Дирака: относительно длительного квазимонохроматического сигнала δ Дƒ «включения» длительностью δ t пр ƒ и относительно короткого строб-импульса δ Дτ длительностью δ tпрτ, стандартный радиоприем и обработку соответствующих принятых «пробных» сигналов и с учетом их локационной задержки.
Д
δ
i
Д
i
прƒ
Д
ƒ
i
i
i
ƒ
i
Д
ƒ
пр ƒ
АН
ƒ
i
i
i
Д
i
i
3i
i
Д
ди
АН
ди
i
i
i
i
(
i
+
j
)
(
i
+
j
)
3
Д
3
Д
ст
Σ
Т
Т
t
АЧХ
t
t
АЧХ
t
Т
i
i+j
ƒ
i
i+j
/
по критерию совпадения
ƒ
Т
i
i
+
j
/
Т
t
При этом циклическое ВНЗ/δ-зондирование трасс радиолокации реализуют путём последовательного излучения радиопередатчиком (РПД) в начале цикла поочередно двух «пробных» δ-сигналов, а именно, квазимонохроматического сигнала «включения» и строб-импульса, отображаемых приближенно функциями Дирака квазимонохроматического сигнала «включения» и строб-импульса. Обработку принятых пробных сигналов выполняют с учетом их локационной задержки в виде последовательности следующих действий над сигналами , а именно, в начале циклаδ в момент  начала сигнала δ «включения» осуществляют измерение совокупности амплитудно-частотных характеристик () {A, ƒ, σ} составляющей () принятых пробных сигналов, обусловленной передачей сигнала δ длительностью δ , на интервале δ , где: A - амплитуда, ƒ - частота и σ - спектр i-го сигнала. Затем в момент окончания импульса «включения» и одновременного начала строб-импульса δτ измеряют  {A, σ , τ} составляющей (), обусловленной передачей сигнала δτ, длительностью Т на интервале δ  τ = Т с учетом её параметров по задержке. Далее данные измерений используют для генерации представлений соответствующих моделей () и () сигналов как функций их частоты и задержки. Затем сигналы моделей () и () подвергают задержке на величину δ и формируют таким образом их копии (), (), которые применяют для вычисления показателей относительной стационарности  и  в виде «невязки» -х и ()-х представлений указанных моделей в обоих сечениях. Далее сигналы этих показателей используют для выработки по критерию больше/меньше задаваемого порога  частных решений в сечениях  и τ о критичном относительном изменении или сохранении на интервале от -го до ()-го цикла ВНЗδ-зондирования параметров текущего состояния стационарности ионосферно-пространственного распространения радиоволн (ИПРРВ). Затем  полученных ранее в сечениях  и τ частных решений обизменении или сохранении текущего состояния стационарности принимают окончательное двумерное решение о критичном относительном изменении или сохранении на текущем интервале δ от -го до ()-го цикла ВНЗδ-зондирования текущего состояния стационарности ИПРРВ. Обработку принятых пробных сигналов  завершают суммированием интервалов идущих без перерывов периодов δ, в которых сохраняется текущее состояние стационарности для оценки общего непрерывного интервала стационарности δ  сигналов загоризонтной радиолокации.
Недостатком известного способа определения интервалов относительной стационарности сигналов ионосферно-пространственного распространения радиоволн» [RU 2721622] являются то что:
i
i
i
i
i
ƒ
Т
- комплекс измеренных частотных характеристик () квазимонохроматических «пробных» сигналов , принятых в начале периода δ, описана в виде традиционных амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) {A , ƒ , σ};
i
- совокупность () характеристик принятых строб-импульсов также определяют как АЧХ вместо АДХ- амплитудно-дальностных характеристик;
- принятие окончательного решения о принципиальном изменении или сохранении состояния/стационарности ИПРРВ на трассе локации принимается на основании частных выводов по частоте и задержке по критерию их СОВПАДЕНИЯ. Это - принципиальная ошибка, так как по критерию СОВПАДЕНИЯ действительно надо делать вывод только при сохранении обоих показателей и в пределах порогов относительной стационарности. То есть, при относительно малых изменениях параметров, принятых «пробных» сигналов от цикла к циклу ВНЗ/δ Д-зондирования. Критичные сверхпороговые относительные изменения характеристик «пробных» сигналов на относительно кротких периодах Тδ i в силу неопределенности в степени корреляционной связности флуктуационных характеристик принимаемых сигналов по ƒ и τз, вытекающей из стохастичности ионосферы, могут определяться только по критерию ИЛИ.
/
ƒ
Д
з
Такие недостатки [RU 2721622] приводят к неадекватному моделированию принятых ВНЗδ-сигналов в сечениях  и τ, и неадекватной оценке численных значений интервалов стационарности сигналов ионосферно-пространственного распространения радиоволн» и параметров текущего состояния ИПРРВ.
Постановка задачи изобретения
Задачей изобретения
является устранение недостатков прототипа и повышение степени адекватности оценки интервалов стационарности сигналов ионосферно-пространственного распространения радиоволн
Техническим результатом
, достигаемым за счет решения поставленной задачи, является повышение точности измерений текущих интервалов относительной стационарности ионосферно-пространственного распространения радиоволн на трассах ЗГРЛ.
Сущность изобретения
отличающийся тем что:
Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что способ адекватного определения текущих интервалов относительной стационарности (ОСТ) ионосферно-пространственного распространения радиоволн (ИПРРВ), заключающийся в циклическом с периодом Тδ возвратно-наклонное зондирование (ВНЗ/δ Д-зондирование) трасс загоризонтной радиолокации (ЗГРЛ) путём передачи радиопередатчиком (РПД) в начале каждого цикла перед излучением штатного зондирующего сигнала (ЗС) последовательно двух «пробных» δ Д-сигналов (ВНЗ/δ Д-сигналов), отображаемых приближенно δ-функциями Дирака: относительно длительного квазимонохроматического сигнала δ Дƒ «включения» длительностью δ t пр ƒ и относительно короткого строб-импульса δ Дτ длительностью δ tпрτ, стандартный радиоприем и обработку соответствующих принятых «пробных» сигналов и с учетом их локационной задержки,
Д
прƒ
i
Д
ƒ
пр
i
Д
i
i
з
Д
з
Д
i
ст
i
ст
i
ст
i
t
t
ƒ
i
i
j
ƒ
i
i
j
Т
t
t
Т
t
- обработку принятых «пробных» сигналов  выполняют путем последовательной коммутации в начале каждого текущего цикла ВНЗ/δ-зондирования принятых «пробных» сигналов  и  на отдельные входы узла ОСТ, анализа на интервале δ  комплекса частотных характеристик () принятых квазимонохроматических «пробных» сигналов «включения» , обусловленных передачей сигнала δ, затем, с момента окончания сигнала  и одновременного начала сигнала , - анализа на интервале δ τ совокупности параметров по задержке () принятых строб-импульсов , обусловленных передачей сигнала δτ, последующей генерации на основе полученных данных о параметрах принятых сигналов  представлений соответствующих моделей (), () по частоте  и задержке τ, определения нормированных показателей  текущих, на интервале от -го до ( + )-го цикла ВНЗ/δ-зондирования, относительных изменений характеристик ИПРРВ по  и τ, принятия далее по показателям частных решений о критичном изменении или сохранении на интервале от -го до ( + )-го цикла ВНЗ/δ-зондирования текущего состояния ИПРРВ и его оценке как интервала значимого изменения или сохранения состояния относительной стационарности ИПРРВ по частоте или задержке по критерию «больше-или-меньше»  ≥  ≥ - соответственно о выходе этих показателей из пределов и  оперативно задаваемого порога  относительной стационарности  и  или об их малых вариациях в этих пределах, затем - принятия по критерию совпадения частных решений об отсутствии на текущем интервале δ сверхпороговых изменений показателей относительной стационарности ИПРРВ по частоте и задержке итогового решения об оценке этого интервала как интервала δ  относительно стационарного ИПРРВ, определения далее продолжительности непрерывного интервала относительной стационарности δ  суммированием идущих без перерывов периодов δ, в которых сохраняется полученная оценка δ  текущего состояния ИПРРВ;
i
i
прƒ
m
ƒ
i
m
i
ƒ
3
ƒ
10
ƒ
m
ƒ
i
m
i
mƒ
i
ƒ
3
ƒ
10
Д
i
пр
m
3
j
3
m
j
3
j
10
j
m
3
i
Д
3
m
I
m
3
i
3
j
10
j
3
m
i
3
m
3
i
Д
Т
t
ƒ
t
- комплекс частотных характеристик () квазимонохроматических «пробных» сигналов , принятых в начале периода δ, определяют на интервале δ  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 δ в каждом элементе разрешения РЛС, совокупность параметров по задержке () принятых строб-импульсов  определяют по окончании сигнала «включения» на интервале δ τ как совокупность их амплитудно-дальностных характеристик {A, τ, σ τ , σ τ}τ , где A - амплитуда максимумов дискретных мод по задержке принятых сигналов ВНЗ/δ-зондирования, τ- положение дискретных позиций по задержке, определяемое по положению A по задержке, σ τ и σ τ - ширина спектров рассеяния задержек в «окрестностях» дискретных позиций τ указанных дискретных мод по уровням соответственно -3 дБ и -10 дБ, и интервалов по задержке δ τ между максимумами A в каждом элементе разрешения РЛС на каждой частоте ВНЗ/δ-зондирования;
i
i
j
ƒ
L
i
i+j
Д
3
2
- показатели текущих относительных изменений характеристик ИПРРВ на интервале от -го до ( + )-го цикла ВНЗ/δ-зондирования определяют независимо в сечениях частоты  и задержки τ в виде функциональной в  «невязки» -х и ()-х представлений моделей () принятых сигналов .
Доказательство достижения заявленного технического результата
Оценка интервала значимого изменения или сохранения состояния относительной стационарности ИПРРВ по частоте или задержке по критерию  ≥  ≥ ,
i
m
ƒ
i
m
i
ƒ
3
ƒ
10
ƒ
m
ƒ
i
m
i
mƒ
i
ƒ
3
ƒ
10
Д
ƒ
определение комплекса частотных характеристик () квазимонохроматических «пробных» сигналов как совокупности 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 δ  в каждом элементе,
а также представление показателя  текущих относительных изменений характеристик ИПРРВ в виде функциональной в L2 «невязки» i-х и (i+j)-х представлений моделей () принятых сигналов  позволяют повысить степень адекватности  оценки интервалов стационарности сигналов ионосферно-пространственного распространения радиоволн и, как следствие, достичь заявленного технического результата, заключающегося в повышении точности измерений текущих интервалов относительной стационарности ионосферно-пространственного распространения радиоволн на трассах ЗГРЛ.
Ссылка на чертежи
Сущность изобретения поясняется блок схемой (фиг. 1) алгоритма обработки сигналов зондирования и адекватного измерения численного значения текущих интервалов относительной стационарности ионосферно-пространственного распространения радиоволн на трассах ЗГРЛ.
На фиг. 1 номерами позиций обозначены следующие операции, отображающие описанные выше действия по способу:
Операция 1.
Д
Д
ƒ
Д
Последовательная коммутация (с учетом локационной задержки) в начале каждого текущего цикла ВНЗ/δ-зондирования принятых «пробных» сигналов  и , обусловленных передачей «пробных» сигналов δ и δτ соответственно, на входы соответственно блоков 2 и 4 узла ОСТ, затем - сигналов , обусловленных передачей штатного зондирующего сигнала (ЗС), на вход блока 17 - тракта обработки локационного сигнала (ЛКС);
Операция 2.
Т
t
t
i
Д
пр
ƒ
i
пр
ƒ
Анализ в начале каждого периода δ ВНЗ/δ-зондирования на интервале δ  комплекса частотных характеристик () принятых «пробных» квазимонохроматических сигналов «включения»  длительностью δ ;
Операция 3.
i
Генерация модели ()принятых сигналов ;
Операция 4.
t
t
t
Д
пр
п
рƒ
i
пр
Анализ в каждом циклеВНЗ/δ-зондирования на интервале δ τ, вслед за интервалом δ , совокупности характеристик по задержке () принятых «пробных» строб-импульсов  длительностью δ τ;
Операция 5
i
. Генерации модели () принятых сигналов ;
Операция 6.
i
i
j
ƒ
Д
Определение нормированного показателя  текущих, на интервале от -го до ( + )-го цикла ВНЗ/δ-зондирования, относительных изменений характеристик ИПРРВ по частоте ;
Операция 7.
Т
i
Задержки сигнала-модели () на период δ;
Операция 8
Т
i
. Задержки сигнала-модели () на период δ;
Операция 9
i
i
j
Д
3
. Определение нормированного показателя  текущих, на интервале от -го до ( + )-го цикла ВНЗ/δ-зондирования, относительных изменений характеристик ИПРРВ по задержке τ;
Операция 10.
i
i + j
/
ƒ
Д
Сопоставление показателя  с порогом относительной стационарности  и принятия по критерию «больше-или-меньше» пределов этого порога частногорешения о критичном изменении или сохранении на интервале от -го до ()-го цикла ВНЗδ-зондирования текущего состояния ИПРРВ и оценке этого интервала как интервала значимого изменения или сохранения состояния относительной стационарности ИПРРВ по частоте ;
Операция 11.
Генерация пределов  и  порога  относительной стационарности ИПРРВ;
Операция 12
i
i + j
/
Д
3.
. Сопоставление показателя  с порогом относительной стационарности  и принятияпо критерию «больше-или-меньше» пределов этого порога частного решения о критичном изменении или сохранении на интервале от -го до ()-го цикла ВНЗδ-зондирования текущего состояния ИПРРВ и оценке этого интервала как интервала значимого изменения или сохранения состояния относительной стационарности ИПРРВ по задержке τ
Операция 13.
i
i + j
/
t
Д
ст
i
Принятие, на основе частных решений об отсутствии на интервале от -го до ()-го цикла ВНЗδ-зондирования сверхпороговых изменений относительной стационарности ИПРРВ по частоте и задержке, итогового решения, по критерию совпадения частных решений, по определению этого текущего интервала как интервала δ  относительной стационарности ИПРРВ.
Операция 14.
t
t
ст
i
ст
Σ
Суммирование непрерывно следующих друг за другом интервалов δ , определения продолжительности непрерывного интервала относительной стационарности δ  .
Операция 15.
Т
Д
Генерация циклов δ ВНЗ/δ-зондирования;
Операция 16.
Д
Генерация «пробных» δ-сигналов;
Операция 17.
Обработки ЛКС;
Операция 18.
Генерация опорного сигнала для тракта обработки ЛКС;
Операция 19.
Генерация зондирующего сигнала.
Раскрытие сущности изобретения
. Согласно фиг. 1 адекватное определение текущих интервалов относительной стационарности (ОСТ) ионосферно-пространственного распространения радиоволн (ИПРРВ) в ЗГРЛ состоит в следующем.
Д
Д
Д
Д
ƒ
Д
Для ВНЗ-зондирования применяют два разнесенных во времени специальных ВНЗ/δ-сигнала, обладающих приближенно свойствами δ-функции Дирака. Такое ВНЗ/δ-зондирование проводят последовательным излучением РПД поочередно двух «пробных» сигналов: относительно длительного квазимонохроматического сигнала «включения» длительностью δ  и относительно короткого строб-импульса δτ. Указанные сигналы переотражаясь от слоев ионосферы зондируют загоризонтный участок местности и переотражаясь в обратном направлении принимаются радиоприемным устройством (РПУ) ЗГРЛ.
Т
t
t
i
Д
ст i ,
ст
Σ
В соответствии с операцией 1 принятые сигналы  обрабатывают совместно с сигналами синхронизации циклов (с периодом δ) ВНЗ/δ и сигналами синхронизации длительности текущего интервала стационарности δ полученных в результате операции 14 по суммированию непрерывно следующих друг за другом интервалов δ tстi определения продолжительности непрерывного интервала относительной стационарности δ  .
В результате операции 1 формируются пробный сигнал «включения»  длительностью δ t пр ƒ, обусловленный излучением радиопередатчиком (РПД) относительно длительного, отображаемого приближенно δ -функцией Дирака.
t
ƒ
t
пр
ƒ
i
i
m
ƒ
i
m
i
ƒ
3
ƒ
10
ƒ
m
ƒ
i
m
i
mƒ
i
ƒ
3
ƒ
10
Д
Д
Д
ƒ
Д
i
ст i
Далее сигнал  длительностью δ t пр ƒ в процессе операции 2 на интервале δ  анализируется по комплексу частотных характеристик (). При этом комплекс частотных характеристик () принятых «пробных» 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 δ в каждом элементе разрешения РЛС. Одновременно в процессе операции 2 для этого анализа используют ВНЗ/δ-сигналы «включения» δ, полученные при и генерация «пробных» δ Д-сигналов (ЗГ)δ-сигналов (операция 14). Данные частотного анализа полученные в результате операции 2 далее используются в операции 3 по генерация модели () принятых сигналов . При выполнении операции 3 используют сигналы синхронизации по длительности текущего интервала стационарности δ , полученные в результате операции 14.
t
-
t
t
пр
Д
i
i
пр
m
3
j
3
m
j
3
j
10
j
m
3
i
Д
3
m
i
m
3
i
3
j
10
j
3
m
i
3
m
3
i
Д
i
ст i
Затем в момент окончания принятого сигнала «включения»  в процессе операции 1 принятый пробный строб-импульс  длительностью δ τ, обусловленный излучением РПД относительно короткого, отображаемого приближенно δфункцией Дирака, строб-импульса δτ, анализируют (операция 4) совокупности параметров по задержке () принятых пробных сигналов . Такую совокупность () определяют по окончании сигнала «включения» на интервале δ τ как совокупность амплитудно-дальностных характеристик {A, τ, σ τ, σ τ}τ , где A - амплитуда максимумов дискретных мод по задержке принятых сигналов ВНЗ/δ-зондирования, τ - положение дискретных позиций по задержке, определяемое по положению A по задержке, σ τ и σ τ - ширина спектров рассеяния задержек в «окрестностях» дискретных позиций τ указанных дискретных мод по уровням соответственно -3 дБ и -10 дБ, и интервалов по задержке δ τ между максимумами A в каждом элементе разрешения ЗГРЛ на каждой частоте ВНЗ/δ-зондирования. Данные анализа операции 4 используют далее по генерации (операция 5) соответствующей модели (). При этом в операции 5 используют сигналы синхронизации по длительности текущего интервала стационарности δ , полученные в результате операции 14.
i
i
j
ƒ
Т
Д
i
i
(
i
+
j
)
(
i
+
j
)
.
Результаты обработки сигналов в процессе операций 3 и 5 используют далее для определения (операция 6) нормированного показателя  текущих, на интервале от -го до ( + )-го цикла ВНЗ/δ-зондирования, относительных изменений характеристик ИПРРВ по частоте ; задержки сигналов моделей () и () на период δ и формируют таким образом их копии (), ()
i
i
(
i
+
j
)
(
i
+
j
)
(
i
+
j
)
(
i
+
j
)
2
Д
3
i
ст
i
ст
Σ
i
Д
Д
Т
L
i
i+j
i
i + j
/
ƒ
Т
t
Т
t
Т
Т
г
Затем задерживают (операция 7) сигналы моделей () и () на период δ и формируют таким образом их копии (), (). Далее сформированные копии сигналов (), () используют для 6 и 9. для определения (операция 6) показателей относительной стационарности  и  в виде функциональной в  «невязки» -х и ()-х представлений (операция 9) моделей () принятых сигналов  в сечениях частоты и задержки. Сигналы, полученные в результате этих операций (6,9), сравнивают далее в со значениями пределов  (операция 10) и  (операция 12) оперативно задаваемого порога . В процессе операций 10 и 12 по критерию больше-или-меньше порога  ≥  ≥  вырабатывают частные решения о критичном относительном изменении или сохранении на интервале от -го до ()-го цикла ВНЗδ -зондирования параметров принятых сигналов  независимо по частоте и задержке и о соответствующем критичном относительном изменении или сохранении текущего состояния ИПРРВ. Сигналы, превысившие пороговое значение в операциях 10 и 12 сравниваются (операция 13), по критерию совпадения полученных ранее в сечениях  и τ частных решений об отсутствии на текущем интервале δ сверхпороговых изменений показателей относительной стационарности ИПРРВ по частоте и задержке принимают итоговое решение об оценке этого интервала как интервала δ  относительно стационарного ИПРРВ. Итоговое решение о сохранении степени стационарности полученное в операции 13 используют затем для определения (операция14) суммарного интервала идущих без перерывов периодов δ,в которых сохраняется текущее состояние стационарности, то есть - оценки общего непрерывного интервала стационарности δ . Для этого в операции 14 одновременно используют сигналы синхронизации по циклам δ. Одновременно с заданным темпом производится генерация (операция 15) циклов δ ВНЗ/δ-зондирования и на их основеенерация (операция 16) «пробных» δ-сигналов. Выполнение описанных действий в указанной последовательности позволяет преодолеть недостатки известных способов оценки стационарности ИПРРВ, реализовать новый способ оперативных и адекватных измерений в реальном времени текущих интервалов относительной стационарности ИПРРВ на трассах ЗГРЛ.
ЗГ РЛС при применении заявляемого способа становится радиотехническим устройством со скользящей адаптацией к нестационарности ИПРРВ. Важно заметить, что описанный способ текущих скользяще-относительных оценок стационарности ДКМ-радиоканалов инвариантен по отношению к условиям функционирования, способам обработки радиосигналов и их реализации.
Основными факторами, определяющими преимущества предлагаемого способа перед известными, являются:
- адекватность и оперативность текущих оценок интервалов относительной стационарности трасс ЗГРЛ, в силу этого - их независимости от регулярных и флуктуационных изменений ГФУ в сезонно-суточных циклах и периодах солнечной активности;
- инвариантность получаемых оценок стационарности ИПРРВ относительно географии трасс ЗГРЛ и их направлений;
- инвариантность получаемых оценок стационарности применительно к методам обработки сигналов в ЗГРЛ.
- отсутствие большинства применяемых априори условий и допущений (в различных комбинациях), делающих известные способы статистических оценок стационарности ИПРРВ в общем по УСФ случае не адекватными;
- формирование двумерных оценок относительной стационарности ИПРРВ в максимально возможной мере соответствует реальным и самым сложным в общем случае условиям формирования алгоритмов адаптации ЗГ РЛС.
Промышленная применимость
Изобретение разработано на уровне технического предложения и математического моделирования. Ставилась задача определения интервалов стационарности принятого сигнала, задаваемого с огибающей по нормальному закону с произвольными вариациями тренда и изменений амплитуд. Получены результаты оценок стационарности с ошибками не более 5 %.
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. Акимов В. Ф., Калинин Ю. К. Введение в проектирование ионосферных загоризонтных радиолокаторов. Под ред. Боева С.Ф. - М., Техносфера, 2017.
4. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. - М., «Мир», 1981, т. 1, 2.
5. 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.
6. Герасимов Ю.С., Гордеев В.А., Кристаль В.С. Оценка параметров возмущающих воздействий на трассах дальней радиосвязи. - М., "Радиотехника", 1982, № 9.
7. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Регуляризующие алгоритмы и априорная информация. - М., «Наука», 1983.
8. Альперт Я.Л., Гинзбург В.Л., Фейнберг Е.Л. Распространение радиоволн.-- М., Гостехиздат, 1953.
9. Благовещенский Д.В. Распространение декаметровых радиоволн в высоких широтах. - М., "Наука", 1981.
10. Price R.,Green P.E. A communication technique for multipatch channels. PIRE, v.46, № 3, 1958.
-
11. Яковлев О.И., Якубов В.П., Урядов В.П., Павельев А.Г. Распространение радиоволн.М, изд-во URSS, 2015.
12. 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.
13. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Динамическая адаптивная структурно-физическая модель декаметрового канала связи. - М., «Математическое моделирование», 1996, т. 8, № 2, с. 3-18.
14. Барабашов Б.Г., Вертоградов Г.Г. Определение времени стационарности ионосферного радиоканала. - М., «Математическое моделирование», 1996, т. 8, № 2.
15. 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.
16. 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).
17. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. - М., «Наука», 1972.