Визначення кутового положення джерела сигналу при рознесеному прийомі на фоні негауссівських завад

Тетяна Василівна Воробкало; Олександр Степанович Гавриш; Віталій Вікторович Філіпов; Сергій Станіславович Мартиненко; Павло Анатолійович Клопотовський

doi:10.26642/ten-2025-1(95)-338-345

Автор(и)

Тетяна Василівна Воробкало Черкаський державний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-8985-9924
Олександр Степанович Гавриш Черкаський державний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-4621-9510
Віталій Вікторович Філіпов Черкаський державний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-2574-5194
Сергій Станіславович Мартиненко Черкаський державний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-8081-2591
Павло Анатолійович Клопотовський Черкаський державний технологічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-4958-2377

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2025-1(95)-338-345

Ключові слова:

кутове положення джерела сигналу, рознесений прийом, негауссівські завади, оцінка параметра сигналу, метод максимізації полінома, кумулянтні коефіцієнти

Анотація

Визначення кутового положення джерела сигналу є важливим завданням у системах радіолокації, радіонавігації та зв’язку. В роботі, для визначення кутового положення джерела, запропоновано використання різниці фаз сигналів, що надходять на просторово рознесені приймальні елементи. Як модель корисного сигналу розглянуто гармонічне коливання, а як завада – негауссівські завади, які найбільш точно описують завадову ситуацію на практиці. Це завдання має статистичний характер, і для оцінки фази сигналу в кожному з приймальних елементів використовується метод максимізації полінома, який дозволяє знаходити найбільш ефективні оцінки випадкових величин у разі їх негауссівського характеру, завдяки застосуванню моментно-кумулянтного опису. В роботі методом максимізації полінома розроблено методи обчислення оцінки фази сигналу в окремому приймальному елементі, та на їх основі побудовано графічну модель обчислення кутового положення джерела сигналу при двоканальному прийомі корисного сигналу. Також в роботі проведено дослідження точності розроблених обчислювальних методів, шляхом аналізу дисперсій знайдених оцінок, показано, що при врахуванні негауссівського характеру завади у вигляді кумулянтних коефіцієнтів (коефіцієнта асиметрії та коефіцієнта ексцесу) можна досягти значного зменшення дисперсії оцінки, тим самим підвищуючи точність визначення параметрів прийнятого сигналу на фоні завад. На основі розроблених у роботі алгоритмів можна будувати пристрої для визначення кутового положення джерела сигналу, які будуть відрізнятися підвищеною ефективністю при складних завадових ситуаціях.

Посилання

Kuznietsov, O.L., Kolomiitsev, O.V., Yarovyi, S.V. et al. (2021), «Pidvyshchennia tochnosti vymiriuvannia kutovykh koordynat povitrianykh obiektiv pry bahatokanalnomu pryiomi radiolokatsiinoho syhnalu», Zbirnyk naukovykh prats Derzhavnoho naukovo-doslidnoho instytutu vyprobuvan i sertyfikatsii ozbroiennia ta viiskovoi tekhniky, Vol. 9, No. 3, рр. 65–72, doi: 10.37701/dndivsovt.9.2021.09.

Tsyporenko, V.V., Tsyporenko, V.H. and Andreiev, O.V. (2020), «Otsinka chasovoi efektyvnosti radiopelenhatora, shcho pratsiuie na osnovi bezposhukovoho spektralnoho metodu dyspersiino-koreliatsiinoho radiopelenhuvannia», Tekhnichna inzheneriia, No. 1 (85), рр. 184–190.

Long, T., Zhang, H., Zeng, T. et al. (2017), «High accuracy unambiguous angle estimation using multi-scale combination in distributed coherent aperture radar», IET Radar, Sonar & Navigation, Vol. 11, рр. 1090–1098, doi: 10.1049/iet-rsn.2016.0450.

Sayed Mohammed, B. and Hadeer Hussein Ali (2018), «New trends for angle of arrival estimation», Journal of Engineering and Sustainable Development, Vol. 22, No. 6, рр. 43–57, doi: 10.31272/jeasd.2018.6.5.

Kozeruk, S.O. and Serhiienko, O.V. (2017), «Vyznachennia chasovykh zatrymok khvyl v zadachakh akustychnoi lokatsii», Scientific Journal «ScienceRise», No. 12 (41), рр. 82–85, doi: 10.15587/2313-8416.2017.11828.

Middleton, D. (2012), Non-Gaussian Statistical Communication Theory, Jonn Willey & Sons, New Jersey, 664 р.

Smirnov, D.O., Vedernykov, D.A., Palahina, O.A. and Palahin, V.V. (2021), «Metody statystychnoho otsiniuvannia parametriv syhnalu na foni nehausovykh korelovanykh zavad», Matematychne ta kompiuterne modeliuvannia. Seriia Tekhnichni nauky, Issue 22, рр. 106–118, doi: 10.32626/2308-5916.2021-22.106-118.

Muhammad, M., Rano, S., Sani, R. et al. (2018), «Parameter estimation of exponentiated U-quadratic distribution: alternative maxi-mum likelihood and percentile methods», Asian Research Journal of Mathematics, Vol. 9, Issue 2, pp. 1–10, doi: 10.9734/ARJOM/2018/39446.

Turovskyi, O.L. and Drobyk, O.V. (2021), «Poriadok otsinky nesuchoi chastoty syhnalu, shcho pryimaietsia suputnykovoiu systemoiu zviazku v bezperervnomu rezhymi», Radioelektronika, informatyka, upravlinnia, No. 2, рр. 28–38, doi: 10.15588/1607-3274-2021-2-3.

Kunchenko, Y.P. (2002), Polynomial parameter estimation of close to Gaussian random variables, Shaker, Verlag, Aachen, 396 p.

Список використаної літератури:

Підвищення точності вимірювання кутових координат повітряних об’єктів при багатоканальному прийомі радіолокаційного сигналу / О.Л. Кузнєцов, О.В. Коломійцев, С.В. Яровий та ін. // Збірник наукових праць Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки. –2021. – Т. 9, № 3. – С. 65–72. DOI: 10.37701/dndivsovt.9.2021.09.

Ципоренко В.В. Оцінка часової ефективності радіопеленгатора, що працює на основі безпошукового спектрального методу дисперсійно-кореляційного радіопеленгування / В.В. Ципоренко, В.Г. Ципоренко, О.В. Андреєв // Технічна інженерія. – 2020. – № 1 (85). – С. 184–190.

High accuracy unambiguous angle estimation using multi-scale combination in distributed coherent aperture radar / T.Long, H.Zhang, T.Zeng and other // IET Radar, Sonar & Navigation. – 2017. – Vol. 11. – P. 1090–1098. DOI: 10.1049/iet-rsn.2016.0450.

Sayed Mohammed B. New trends for angle of arrival estimation / B.Sayed Mohammed, Hadeer Hussein Ali // Journal of Engineering and Sustainable Development. – 2018. – Vol. 22, № 6. – P. 43–57. DOI: 10.31272/jeasd.2018.6.5.

Козерук С.О. Визначення часових затримок хвиль в задачах акустичної локації / С.О. Козерук, О.В. Сергієнко // Scientific Journal «ScienceRise». – 2017. – № 12 (41). – С. 82–85. DOI: 10.15587/2313-8416.2017.11828.

Middleton D. Non-Gaussian Statistical Communication Theory / D.Middleton. – New Jersey : Jonn Willey & Sons, 2012. – 664 р.

Методи статистичного оцінювання параметрів сигналу на фоні негаусових корельованих завад / Д.О. Смірнов, Д.А. Ведерников, О.А. Палагіна, В.В. Палагін // Математичне та комп’ютерне моделювання. Серія : Технічні науки. – 2021. – Вип. 22. – С. 106–118. DOI: 10.32626/2308-5916.2021-22.106-118.

Parameter estimation of exponentiated U-quadratic distribution: alternative maxi-mum likelihood and percentile methods / M.Muhammad, S.Rano, R.Sani and other // Asian Research Journal of Mathematics. – 2018. – Vol. 9, Issue 2. – Р. 1–10. DOI: 10.9734/ARJOM/2018/39446.

Туровський О.Л. Порядок оцінки несучої частоти сигналу, що приймається супутниковою системою зв’язку в безперервному режимі / О.Л. Туровський, О.В. Дробик // Радіоелектроніка, інформатика, управління. – 2021. – № 2. – С. 28–38. DOI: 10.15588/1607-3274-2021-2-3.

Kunchenko Y.P. Polynomial parameter estimation of close to Gaussian random variables / Y.P. Kunchenko. – Aachen : Shaker Verlag, 2002. – 396 p.