Triệt nhiễu chùm tia chính dùng các bộ dò NTX trong bộ xử lý thích nghi không gian thời gian nhanh

Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 57, 10 - 2018 37 TRIỆT NHIỄU CHÙM TIA CHÍNH DÙNG CÁC BỘ DÒ NTX TRONG BỘ XỬ LÝ THÍCH NGHI KHÔNG GIAN THỜI GIAN NHANH Nguyễn Trung Thành*1, Nguyễn Mạnh Cường2 Tóm tắt: Thuật toán xử lý thích nghi không gian thời gian nhanh được mô tả nhằm triệt nhiễu búp sóng chính khi nguồn gây nhiễu và mục tiêu quan tâm cùng hướng vào búp sóng chính. Tải tính toán trong bộ xử lý thông thường khi không có thông tin về nhiễu tán xạ địa vật rất lớn vì đồng thời phải xử lý khối dữ liệu từ tất cả các ô cự ly và các phần tử mạng anten làm bộ xử lý STAP gần như không thể thực hiện được trong thời gian thực. Vấn đề này được giải quyết khi sử dụng bộ tiền xử lý (bộ dò NTX phát hiện mức các thành phần đa đường của nguồn nhiễu búp chính và các giữ chậm thời gian tương ứng) điều khiển bộ xử lý STAP lựa chọn chỉ hai tín hiệu phản hồi cự ly mong muốn để tạo ra bản ghi nhanh dữ liệu không gian thời gian. Kết quả là tăng được tốc độ xử lý. Tương tự, một bộ xử lý STAP nhanh mới dựa trên phương pháp siêu phân giải (véc tơ đặc trưng-cơ sở) được mô tả. Từ khóa: Nhiễu tán xạ địa vật (NTX); Xử lý không gian- thời gian; Thích nghi (STAP). 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Gây nhiễu búp chính đặt ra vấn đề thách thức và khó khăn cho ra đa nhiều kênh hiện đại. Các kỹ thuật xử lý thông thường như triệt tiêu búp bên thích nghi hoặc xử lý thích nghi không gian – thời gian (KGTG) (như khi xử lý thích nghi KGTG chậm- Space Slow- Time Adaptive Processing (SSTAP)) có thể chế áp được các nhiễu tích cực búp bên, trong đó SSTAP hướng vào xếp chồng dữ liệu không gian tương ứng với chuỗi các xung tương can để tạo khối dữ liệu KGTG tức thời đối với ô cự ly cần quan tâm [1]. Dạng xử lý này rất hiệu quả do độ tự do KGTG cao khi vô hiệu các nhiễu tích cực búp bên và phản xạ mạnh từ địa vật. Tuy nhiên khi một trong các nhiễu tích cực nằm trùng với mục tiêu quan tâm thì các bộ xử lý này mất tác dụng. Các kỹ thuật mới xử lý KGTG như xử lý KGTG nhanh (Space Fast-Time Adaptive Processing (SFTAP)) có thể vượt qua trở ngại này. Trong SFTAP chỉ cần tối thiểu một xung để xử lý KGTG nhanh bằng cách xếp chồng một số lượng lớn các phản hồi theo cự ly (các mẫu thời gian nhanh) trong vùng lân cận của ô cự ly cần xét. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào sự sẵn có đa đường tương can ở dạng nhiễu tán xạ địa hình (NTX). 2. ĐẶT BÀI TOÁN Giả sử ra đa N kênh có hàm phân phối lái Nx1 (, ) (trong đó là góc phương vị và θ là góc tà), phát xung đơn mà (, )(, ) = và ký hiệu H biểu thị chuyển vị Hecmit. Tín hiệu phản hồi (vectơ N x1 tín hiệu đo x(r)) tương ứng cửa sóng cự ly thứ r (ô này quy vào thang thời gian nhanh) có thể được viết thành: () = ( − )(, ) + ()(, ) + ∑ ( − )(, ) + , (1) Trong đó, αt là biên độ tín hiệu mục tiêu, r0 là số thứ tự ô cự ly mục tiêu, δ là hàm delta Kronecker, j(r) là chuỗi các biên độ phức ngẫu nhiên tương ứng với nhiễu tích cực vào búp chính, (, ) là góc hướng mục tiêu cũng như nguồn nhiễu búp chính. Số hạng thứ ba (số hạng tổng) gồm K nhiễu tán xạ (NTX) do đa đường, trong đó số nguyên nk (k=1, 2,, K) là các giữ chậm (trễ) đường tương ứng, (, ) là các vectơ lái tương ứng, βk là các hệ số tán xạ (|| < 1), và ε mô tả thành phần tạp trắng N x1. Trong bài này xem xét trường hợp không có nhiễu địa vật. Ngoài ra, giả thiết rằng = {|()|} là mức công suất nhiễu vào cánh sóng chính và || mô tả các mức công suất NTX liên quan với Kỹ thuật điều khiển & Điện tử N. T. Thành, N. M. Cường, “Triệt nhiễu chùm tia chính không gian thời gian nhanh.” 38 mỗi đường, trong đó E{.} biểu thị toán tử kỳ vọng ứng với biến r. Khi phân tích cũng giả thiết rằng công suất nhiễu cánh sóng chính lớn hơn công suất tạp trong kênh nghĩa là = > 1, { } = trong đó Jnr là tỉ số nhiễu/tạp trong kênh, là công suất tạp trắng kênh bất kỳ, và IN là ma trận đơn vị đồng nhất. Không làm mất tính tổng quát, sử dụng ký hiệu st và sk để mô tả  ,t t s và  ,k k s tương ứng. Ngoài ra, giả sử rằng       * 2JE j r l j r m l m     , trong đó * biểu thị liên hợp phức. Lưu ý rằng các nguồn nhiễu độc lập có thể được bổ sung vào biểu thức trong (1). Điều này sẽ tương đương với số hạng bổ sung   1 Q kk k r     j s do Q nhiễu tích cực búp bên, trong đó  k r  j là các biên độ ngẫu nhiên và , k kk           s s , (k = 1,2,,Q) là các vectơ lái tương ứng. Sự hiện diện các nhiễu tích cực vào búp bên không làm thay đổi các lập luận sau đây. 2.1. Tiếp cận dựa trên không gian con véc tơ Ma trận hiệp phương sai nhiễu N xN được lập bằng cách lấy tổng và trung bình các tích ngoài xxH có các đặc tính sau. Không gian con tín hiệu của ma trận nằm trong không gian phức N-chiều (hoặc CNx1) được tạo bằng các vectơ cơ sở st và sk (k=1, 2, , K) có K+1 chiều và không gian con tạp tương ứng N-(K+1) chiều. Nói chung, ô cự ly tìm mục tiêu (trong trường hợp này r = r0) sẽ không nằm trong ma trận hiệp phương sai được lập ra. Tuy nhiên do thực tế nhiễu cánh sóng chính liên quan với cùng vectơ lái như mục tiêu nên buộc phải bao gồm st trong không gian con tín hiệu. Một giả thiết khác là chỉ có các nhiễu búp bên, do vậy st không phải là thành phần không gian con tín hiệu. Trong trường hợp này (khi cánh sóng chính không bị nhiễu) mục đích là tìm vectơ Nx1 trọng số w trực giao với không gian con tín hiệu và thỏa mãn điều kiện 1H t w s (giải pháp như vậy luôn có nghiệm bằng cách dùng phương pháp phân giải cao dựa trên vectơ đặc trưng sẽ được trình bày sau). Yêu cầu trực giao bảo đảm rằng vectơ trọng số trực giao với các vectơ lái liên quan với mọi nhiễu đường và kết quả là khi áp dụng vào ô cự ly quan tâm ta có    0 + H H tr r r  w wx ε (lưu ý 0 H k  w s được bảo đảm đối với nhiễu vào các búp bên). Đó đơn giản là bộ tạo dạng chùm tia không gian. Mặt khác, khi có nhiễu cánh sóng chính giả sử vẫn có thể tìm ra vectơ trọng số là trực giao với tất cả các vectơ cơ sở trong không gian con tín hiệu, tức là 0H k w s , 0 H k  w s , trừ vectơ st được duy trì để đảm bảo điều kiện hướng nhìn 1H t w s (giải pháp này cũng có thể thực hiện bằng phương pháp tối thiểu hóa công suất khi tạo ra vectơ trọng số hầu như trực giao với các vectơ lái mong muốn trong không gian con tín hiệu). Do vậy đầu ra bộ tạo dạng chùm tia có dạng      0 + H H tr r t j r   w wx ε vẫn còn nhiễu cánh sóng chính. Đây là lý do cơ bản gây ra lỗi bộ tạo dạng chùm tia không gian bất kỳ khi nào có nhiễu búp chính. Để hiểu bộ SFTAP, hãy xem xét việc lập khối dữ liệu KGTG nhanh bằng xếp chồng tín hiệu phản hồi 4 ô cự ly liên tiếp. Vectơ dữ liệu 4Nx1 có dạng () = ((), ( + 1), ( + 2), ( + 3)) (2) Ma trận hiệp phương sai 4Nx4N được xác định như tổng trung bình các tích ngoài     H r ry y . Giả sử        0t t t k k kr r r j r j r n       x s s s ε (mục tiêu, Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 57, 10 - 2018 39 nhiễu cánh sóng chính, và một trong các nhiễu đa đường NTX), do vậy khối dữ liệu có cấu trúc sau: () = ( − )( , , , ) + ()( s , , , ) +( + 1), s , , + ( + 2)(, , s , ) +( + 3), , , s + ( − )( s , , , ) (3) +( + 1 − ) , , , + ( + 2 − ) , , , +( + 3 − ) , , , + Trong đó = (0,0, ,0,0) là vectơ không N x 1 và e là thành phần tạp 4N x 1. Không gian con tín hiệu thuộc không gian C4Nx1 được mô tả bằng các vectơ cơ sở độc lập tuyến tính ( , , , ), (, , , ), (, , , ), (, , , ), ( , , , ) , , , , , (, , , ), và , , , . Như trước đây vectơ tương ứng với mục tiêu là ( , , , ) nằm trong không gian con tín hiệu của ma trận hiệp phương sai. Tuy nhiên, giả sử nk là một trong các số nguyên giữa 1 và 4 thì ta có không gian con tín hiệu không chứa ( , , , ) như vectơ cơ sở. Ví dụ, giả sử nk = 2 (nghĩa là () ≡ ( + 2 − ) thì không gian con tín hiệu được tạo ra bởi các vectơ cơ sở , , , , (, , , ), (, , , ), (, , , ), ( , , , ), , , , và , , , . Bỏ qua ( , , , ) như vectơ đóng góp vào việc tạo ra không gian con tín hiệu bất cứ khi nào ≠ 0 đối với một vài k ( 1 ≤ ≤ 3). Trong trường hợp này nếu tính vectơ trọng số 4Nx1 trực giao với không gian con tín hiệu, thỏa mãn yêu cầu ( , , , ) = 1, thì phải yêu cầu đầu ra bộ SFTAP bằng () =∝ ( − ) + . Rõ ràng có thể cần xếp chồng một lượng lớn tín hiệu phản hồi cự ly (vài trăm) để khai thác khả năng quy không năng lượng nhiễu vào cánh sóng chính tại đầu ra bộ xử lý do thiếu thông tin. Điều này sẽ không chỉ tăng kích thước ma trận hiệp phương sai lên rất cao mà còn làm cho hầu như không thể tạo ra ma trận hiệp phương sai nhiễu chính xác do thiếu các ô liên tiếp. Cũng cần lưu ý rằng để triệt nhiễu cánh sóng chính (nghĩa là để loại trừ vectơ lái mục tiêu trong không gian con tín hiệu) cần phối hợp giữ chậm thời gian tất cả các đường truyền NTX có thể. Mặt khác, nếu không có đường nào trong các đường NTX là có thể giữ chậm phối hợp trong xếp chồng lựa chọn thì vectơ lái tín hiệu ( , , , ) sẽ nằm trong không gian con tín hiệu. Trong trường hợp này nếu tính vectơ trọng số trực giao với các vectơ lái trong không gian con, loại trừ vectơ ( , , , ) cần để đảm bảo điều kiện duy trì hướng nhìn, thì đầu ra bộ xử lý là () =∝ ( − ) + () + . 2.2. Tiếp cận sử dụng bộ tiền xử lý Mục tiêu đầu tiên nghiên cứu này là làm đơn giản cách tiếp cận nêu trên về lựa chọn “mù quáng” (thiếu thông tin) một số lớn tín hiệu phản hồi theo các ô cự ly để tạo ra bộ SFTAP có kích thước lớn không cần thiết. Giả sử có bộ tiền xử lý xác định được số đường có thể (chỉ NTX ngoài nhiễu cánh sóng chính) và các giữ chậm thời gian tương ứng. Ví dụ, giả sử có ít nhất một NTX như vậy với giữ chậm m đơn vị. Giả sử vectơ lái chưa biết kết hợp với đường này là sm, do vậy khối dữ liệu KGTG nhanh 2N x1 được xác định bằng () = ((), ( + )), trong đó số chiều đối với bộ xử lý sẽ luôn luôn là 2N. Dạng tín hiệu đo là (bỏ qua các đa đường và các nhiễu búp bên khác bằng cách giả sử rằng chúng có thể được quy không không gian) () = ( − )( , ) + ()( , ) + ( + )(, ) + ( − (,)+ (4) Kỹ thuật điều khiển & Điện tử N. T. Thành, N. M. Cường, “Triệt nhiễu chùm tia chính không gian thời gian nhanh.” 40 Không gian con tín hiệu gồm các vectơ cơ sở ( , ), (, ), ( , ) và các vectơ độc lập tuyến tính khác đó là(, ), ( , ), = 1,2, , , ≠ , sinh ra từ các đường NTX khác, và (, ), ( , ), = 1,2, , do các nhiễu tích cực búp bên khác. Để đơn giản ta tiếp tục bỏ qua các nhiễu tích cực búp bên và NTX nhiều đường. Sự loại trừ tín hiệu mong muốn liên quan với vectơ lái là ( , ) trong không gian con tín hiệu sẽ cho phép tách ra tín hiệu quan tâm như thảo luận ban đầu. 3. CÁC GIẢI PHÁP 3.1. Giải pháp dựa trên không gian con Giải pháp không gian con (phương pháp phân giải cao) phụ thuộc vào phân tích các trị riêng ma trận hiệp phương sai 2Nx2N có các vectơ đặc trưng tương ứng với các giá trị riêng lớn nhất được biết như các vectơ đặc trưng không gian con tín hiệu. Đặc tính các vectơ đặc trưng không gian con tín hiệu là chúng tạo thành cơ sở cho không gian con tín hiệu và còn được mở rộng bằng các vectơ ( , ), (, ), ( , ). Bây giờ giả sử E1, E2, E3 là các vectơ đặc trưng không gian con tín hiệu (chi tiết hơn phương thức tách các vectơ đặc trưng không gian con tín hiệu được cho trong [7]). Yêu cầu trực giao tương đương với = 0 (k=1,2,3). Nếu còn có các vectơ đặc trưng nữa được tìm thấy trong không gian con tín hiệu thì điều này ngụ ý là có các đường NTX khác và các nhiễu tích cực búp bên. Để đạt được các búp bên thấp nhất có thể trong mặt mở cuối cùng mà vẫn thỏa mãn yêu cầu trực giao, sẽ phải tối tiểu hoá theo các điều kiện ( , )=1 và = 0 (k=1,2,,q), trong đó q là kích thước không gian con tín hiệu. Điều này dẫn tới cực tiểu hóa hàm đối tượng sau: () = + ( − 1) + ∑ , (5) Trong đó 1 2, , , ..., K    là các đại lượng vô hướng (các thừa số Lagrăng) tương ứng với giá trị nhỏ nhất của Φ và = ( , ) là vectơ lái hướng nhìn KGTG nhanh. Bằng cách đạo hàm Φ theo wH và cho bằng không ta có + + ∑ = 0 (6) Vectơ trọng số bằng = − − ∑ (7) Áp dụng = 0 (m = 1,2,,q), ta có ∗ + ∑ ∗ = 0, = 1, 2, , (8) Điều kiện hướng nhìn = 1 có nghĩa là ∗ + ∑ ∗ = −1. (9) Kết hợp (3.8) và (3.9), có thể ước lượng các tham số chưa biết * * * * 1 2( , , ,..., ) T q   U nhờ sử dụng hệ phương trình tuyến tính sau: ( ) ( ) () = −1 × , (10) Trong đó = (, , , ) và là vectơ cột không q x 1. 3.2. Giải pháp đáp ứng méo công suất nhỏ nhất trong SFTAP Giải pháp đáp ứng không méo công suất nhỏ nhất (MPDR- Minimum Power Distortionless Response) [1] cực tiểu hoá công suất đầu ra hàm đối tượng wHRw, trong đó R là ma trận hiệp phương sai 2Nx2N KGTG nhanh đo được với điều kiện ( , ) = 1. Giải pháp MPDR thông thường cần thay đổi một chút do thực tế có thể lợi dụng các ràng buộc bổ sung nhờ lý do sau. Một cách lý tưởng, như bàn luận ban đầu, cần thỏa mãn điều kiện ( , ) = 1 và duy trì tính trực giao: (, ) = 0, ( , ) = 0, ( , ) = 0, ( , ) = 0, (, ) = 0 (k = Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 57, 10 - 2018 41 1,2,,K, k  m), ( , ) = 0, (, ) = 0 (k = 1,2,,Q) và v.v. Khi biết đầy đủ về vectơ (, ), yêu cầu trực giao sinh ra từ vectơ này (đây không phải là vectơ lái tín hiệu trong miền KGTG nhanh) có thể trở thành điều kiện bắt buộc bổ sung: (, ) = 0 trong thủ tục tối thiểu hoá công suất để đạt được kết quả tốt hơn. Như vậy cần phải cực tiểu hoá hàm đối tượng sau: () = + (( , ) − 1) + (, ) (11) Giải pháp này là luôn luôn có thể (với m đã định), bất kể là vectơ lái tín hiệu ( , ) có thuộc không gian con tín hiệu của ma trận hiệp phương sai hay không, nói cách khác, bất kể βm bằng không hay không. Vectơ trọng số được cho bằng = − − trong đó = ( , ), = ( , ), và các tham số λ và μ được cho bằng: ∗ ∗ = −1 0 (12) Nói chung, w không phải trực giao với mọi các vectơ lái trong không gian con tín hiệu. Tất nhiên vectơ trọng số trực giao với hầu hết tất cả các vectơ lái nằm trong không gian con tín hiệu ngoại trừ đối với vectơ lái được thiết lập với ràng buộc hướng nhìn. Do vậy nếu vì lý do nào đó đường NTX được lựa chọn không đủ mạnh, hoặc nếu giữ chậm đường được lựa chọn không phù hợp với NTX, kết quả cuối cùng đó là nhiễu búp chính được kết hợp với vectơ lái tín hiệu mong muốn ( , ) (thay vì ( , ) ). Tuy nhiên vectơ trọng số sẽ hầu hết trực giao với tất cả các vectơ lái khác (ngoại trừ ( , )). Trong trường hợp này đầu ra tại bộ xử lý sẽ bị chi phối bởi chuỗi các số ngẫu nhiên tương ứng với nhiễu tích cực cánh sóng chính, đó là () = ( − 0++. Phân tích giải pháp này được tiến hành trong phần tiếp theo khi nghiên cứu bản chất vectơ trọng số 2N x 1. 4. MÔ PHỎNG Một số kết quả mô phỏng sẽ được trình bày để minh họa. Đầu tiên, xét 800 mẫu cự ly đối với mạng tuyến tính trên không 24 phần tử cách nhau nửa bước sóng. Máy phát được giả sử phát xung đơn về hướng mục tiêu (    0 0, 0 ,0t t   ) ở ô cự ly thứ 10. Giả sử rằng máy phát không chiếu xạ mặt đất với năng lượng đủ đến mức phải quan tâm đến tín hiệu nhiễu phản hồi từ mặt đất. Tuy nhiên, nhiễu cánh sóng chính trong hướng mục tiêu là 10 dB so với nền tạp (Jnr = 10dB, 2 1n  ) . Mức công suất mục tiêu tại máy thu là 0 dB. Nhiễu tích cực cánh sóng chính được giả sử tạo ra 4 đường NTX (50, 00), (-300,00), (- 320,00), (-340,00) mô tả các hướng tới và thời gian giữ chậm tương ứng là 30, 80, 82, 84. Điều này giống tình huống có ba phản hồi nhiễu tiêu cực. Các tỉ số công suất nhiễu đường được cho bằng 2 k (k=1,2,3,4), trong đó 2 1 được xem là biến và 2 2 1 / 40  , 2 3 1 / 80  , 2 4 1/ 90  được cố định. Khuếch đại xử lý tín hiệu được ước lượng nhờ sử dụng dữ liệu đầu ra mô phỏng (bằng  2 / Hn w Rw ) và ngoại suy lý thuyết ~ 2 2 1 1/ (1 )GP N    được minh họa trong hình 1. Giá trị ngoại suy cao nhất cho khuếch đại xử lý ( 1010 log (N/ 2) ) đạt được khi hệ số phản xạ 2 1 gần với 1.0 theo lý thuyết. Khuếch đại xử lý có thể tiếp tục bị giảm khi có các nhiễu tích cực búp bên. Phổ NTX 10(10 log (T (m)))s luôn được đặt đúng thời gian trễ. Phổ NTX tiêu biểu khi 2 1 0.25  được minh họa trong hình 2. Hình 3 chỉ ra các kết quả đầu ra bộ xử lý 42 KGTG nhan có các k đư ra b chính (ngh đư từ Công su Hình 1. phương pháp và b thư ợc ộ Trong ví d ờng NTX b (50 Ngoài ra (1) đư pháp so v Hình 3. ờ N. T. Thành, N. M. Cư N x xử , 00 ng trong 100 ô c ết qu N lý t ĩa l ), ( ất nhi Khu tiêu trong ô c h d ả để ạo ra chu à ụ ị -30 ễ ếch đ Đầ ựa trên MPDR đ bộ tạo các tr j(r) th ph 0,0 u tích c ới ngo u ra b tạo chùm tia thông thư ) trong đó ứ hai, mô ph ản x 0), ( ợc thay đ m t t t d m t t k K k X    ại x ộ ỗi s ạ -32 ự 1 (r) (r r ) ( , ) exp(j2 f mT) j (r) ( , )       ử ại suy lý thuy ộ x tạ ự ự ọng s ố từ 0,0 c cánh sóng chính đư k m k k k r mj    lý đ ử lý đ o chùm tia thông ly đ ly th ờng, “Triệt nhiễu ch ng E mặ 0), ( ổi đ (r n ) ( , )        ối v ố ầ ứ ố ố m ẫu nhiên s {|j ỏng tình hu t đ -34 ể ớ i v u tiên. M 10 i v ạng. Trong trư (r)| ất làm 0,0 tạo 0 i hai gi ết ới hai . ới 100 ô c 2} = 10 dB. 0) thành (5 ra 16 xung tương can s s s s . ụ ờ ử thay đ ải c ng b dụ ống NTX th ùm tia chính không ự ằng ngh ng trong mô ph ổi các hư 0 ợc tăng t Hình 2. gian tr (−34◦, 0◦) v Hình 4. x 16 m ly đ ờng h ,-10 , hướ = 1/40, |β đư ầu tiên. Ngoài ra, trên cùng đ 0), ( ừ Ph ễ tương ng (5 Ph ợ ịch đ ợp này, tương t ực t ớng đ - 10 dB đ ổ ổ ẫu c c phát hi ả ế 300 ử bi ◦, 0◦), ới h NTX đư ự K o ma tr ỏng nhi hơn v ến c ,-15 d ểu di ứng là 30, 80, 82 và 84 t ệ s 3| 2 = 1/80 và | ly. Các đi ệ ỹ thuật điều khiển & Điện tử ủ 0), ( ến 30 dB. ụng: ễ (−30◦, 0◦), (−32◦, 0◦) v ố ph ợ n t ận hi ễ ới gi a chúng so v -32 n 4 đư ả c c ại 30, 80, 82 và 84 gian ự khi ngo u tích c ả 0, n x ải thi ểm gi th ệp phương sai đo thi -20 ờng NTX v ạ |β β ời gian nhanh. ực cánh sóng ết là t 0), ( 1| 2 4| 2 = 1/90 ện s ữ ch ại suy, đ ới thi -34 t t = 1/4, |β ử ậm đúng ồ th ất c 0, ớ dụng 800 ị này ả các ết l -25 (13) i th ừ các à . . ” ầu ập 0). ời 2| 2 Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 57, 10 - 2018 43 Trong đó m = 1, 2,, M-1 mô tả M (=16) xung tương can, jm(r) là hàm ngẫu nhiên, εm,t là vectơ cột Nx1 gồm các số ngẫu nhiên Gauss đồng nhất và độc lập với phương sai đơn vị và trung bình không, T là chu kỳ lặp xung, và fd là Doppler mục tiêu. T= 10 -4 và fd=12/(MT) là các giá trị sử dụng trong mô phỏng. Tất cả các tham số khác vẫn như trong ví dụ trước. Trong ví dụ này đồ thị bộ dò NTX tiếp tục được cải thiện do thực tế dữ liệu nhiều hơn 16 lần khi tính trung bình các tích ngoài để tạo bộ dò NTX. Điều này được thấy rõ trong hình 4. Đầu ra bộ xử lý STAP được cho qua qua bộ xử lý FFT số để đạt được khuếch đại xử lý tiếp theo M (= 12 dB) như thấy trong hình 5. Mục tiêu trong ô cự ly thứ 10 đã được cải thiện đáng kể so với đầu ra xung đơn chỉ ra ban đầu. Hình 5. Đầu ra bộ SFTAP (MPDR) đối với ngăn Doppler thứ 13 ở dạng hàm cự ly đối với 100 ô cự ly đầu tiên. 5. KẾT LUẬN Bộ dò NTX giới thiệu trong nghiên cứu này là một quá trình chính xác cao để tìm ra các mức công suất rất nhỏ và các giữ chậm thời gian liên quan bằng cách tạo một chuỗi các ma trận hiệp phương sai 2N x 2N. Tìm giữ chậm thời gian tương ứng với điểm phổ NTX cao nhất hầu như luôn cung cấp độ trễ tốt nhất tương ứng với NTX mạnh nhất hiện có. Tuy nhiên, khuếch đại xử lý tín hiệu đạt được tại đầu ra cuối cùng được xác định bằng mức công suất của đường NTX đó. Cách tiếp cận dựa trên véc tơ đặc trưng thực hiện tốt hơn một chút so với MPDR nhưng có chi phí tính toán cao hơn (80% hoặc hơn). Ưu điểm sử dụng kỹ thuật không gian con là tạo ra khuếch đại xử lý bổ sung vào khoảng 4.0 dB trong hầu hết tất cả các trường hợp mô phỏng (hình 1). Bằng cách xây dựng bộ phát hiện ngưỡng thích hợp trong bộ dò NTX có thể tự động hoá quá trình chế áp nhiễu búp chính về không bất cứ khi nào có NTX đủ mạnh. Trong mọi khoảng thời gian còn lại quá trình xử lý không cần phải đi vào chế độ KGTG nhanh không cần thiết. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. J. Ward, “Space-time adaptive processing for airborn radar,” Tech. Rep. TR1015, MIT Lincoln Laboratory, Lexington, Mass, USA, 1994. [2]. S. M. Kogon, E. J. Holder, and D. B. Williams, “Mainbeam jammer suppression using multipath returns,” in Proceedings of 31st Asilomar Conference on Signals, Systems & Computers, vol. 1, pp. 279–283, Pacific Grove, Calif, USA, November 1997. Kỹ thuật điều khiển & Điện tử N. T. Thành, N. M. Cường, “Triệt nhiễu chùm tia chính không gian thời gian nhanh.” 44 [3]. Y. Seliktar, E. J. Holder, and D. B. Williams, “An adaptive monopulse processor for angle estimation in a mainbeam jamming and coherent interference scenario,” in Proceedings of IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP ’98), vol. 4, pp. 2037–2040, Seattle, Wash, USA, May 1998. [4]. S. M. Kogon, D. B. Williams, and E. J. Holder, “Exploiting coherent multipath for mainbeam jammer suppression,” IEE Proceedings - Radar, Sonar and Navigation, vol. 145, no. 5, pp. 303– 308, 1998. ABSTRACT REJECTION NOISE FROM THE MAIN BEAM USE NTX PROBES IN FAST TEMPORAL SPACE ADAPTIVE PROCESSING Main beam jamming poses a particularly difficult challenge for conventional monopulse radars. In such cases spatially adaptive processing provides some interference suppression when the target and jammer are not exactly coaligned. However, as the target angle approaches that of the jammer, mitigation performance is increasingly hampered and distortions are introduced into the resulting beam pattern. Both of these factors limit the reliability of a spatially adaptive monopulse processor. The presence of coherent multipath in the form of terrain-scattered interference, although normally considered a nuisance, can be exploited to suppress mainbeam jamming with space/fast-time processing. A method is presented offering space/fast-time monopulse processing with distortionless spatial array patterns that can achieve improved angle estimation over spatially adaptive monopulse. Performance results for the monopulse processor are obtained for mountaintop data containing a jammer and terrain-scattered interference, which demonstrate a dramatic improvement in performance over conventional monopulse and spatially adaptive monopulse. Keywords: Terrain-scattered interference; STAP. Nhận bài ngày 25 tháng 7 năm 2018 Hoàn thiện ngày 21 tháng 8 năm 2018 Chấp nhận đăng ngày 11 tháng 10 năm 2018 Địa chỉ: 1 Viện Ra đa, Viện KH–CN quân sự, BQP; 2 Học viện Kỹ thuật quân sự. *Email: ntt7680@gmail.com.