СПОСОБ КОМПЬЮТЕРНО-ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОГО ОБНАРУЖЕНИЯ-ПЕЛЕНГОВАНИЯ СИГНАЛОВ С РАСШИРЕННЫМ СПЕКТРОМ Российский патент 2007 года по МПК G01S5/02 G01S11/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в акустике и радиотехнике для пассивного обнаружения-пеленгования сложных сигналов неизвестной формы с низкой спектральной плотностью мощности.

Известные способы в настоящее время не решают эффективно проблему обнаружения и пеленгования систем связи, локации и управления, использующих сигналы с повышенной энергетической скрытностью, то есть сложные сигналы трех основных классов: сигналы со скачкообразным изменением частоты, сигналы с линейной частотной модуляцией и широкополосные псевдослучайные сигналы.

Известен способ компьютерно-интерферометрического обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром [1], включающий:

1. Прием сигнала с расширенным спектром двумя пространственно разнесенными каналами и формирование выходного сигнала каждого канала;

2. Определение взаимной корреляции выходных сигналов каналов и восстановление взаимной корреляционной функции сигналов с расширенным спектром, принятых двумя каналами;

3. Фильтрацию сигнала взаимной корреляционной функции и выделение только центральной части взаимной корреляционной функции;

4. Преобразование центральной части взаимной корреляционной функции в комплексную взаимную спектральную плотность;

5. Определение наличия сигнала с расширенным спектром по модулю комплексной взаимной спектральной плотности;

6. Измерение угла наклона фазы комплексной взаимной спектральной плотности и определение направления прихода принятого сигнала с расширенным спектром.

Этот способ перед вычислением пеленга осуществляет сжатие принятого сигнала по времени, что обеспечивает энергетический выигрыш при обнаружении сигнала с расширенным спектром. Однако этот выигрыш ограничивается наличием только двух пространственно разнесенных приемных каналов.

Известен более совершенный способ компьютерно-интерферометрического обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром [2], использующий совокупность пространственно разнесенных приемных каналов и принятый за прототип. Способ включает:

1. Когерентный прием сигнала с расширенным спектром решеткой антенн в заданной полосе частот. В результате формируется ансамбль сигналов х_n(t), зависящих от времени t и от номера антенны n=0,..., N-1;

2. Синхронное преобразование ансамбля принятых антеннами сигналов х_n(t) в цифровые сигналы х_n(z), где z - номер временного отсчета сигнала;

3. Синхронную регистрацию цифровых сигналов x_n(z) на заданном временном интервале;

4. Преобразование цифровых сигналов x_n(z) в комплексные временные спектры сигнала каждой антенны, например, дискретным преобразованием Фурье по времени с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ) , где F_t{...} - оператор БПФ по времени, а k=0,..., K-1 - номер частотного отсчета. В результате данной операции формируется матрица комплексных временных спектров принятого сигнала размером N×K с элементами ;

5. Запоминание матрицы спектров принятого сигнала ;

6. Вычисление спектра мощности сигнала опорной антенны ;

7. Сравнение спектра мощности с порогом и выбор частот, на которых обнаружен сигнал передатчика;

8. Получение амплитудно-фазового распределения (АФР) сигнала, принятого антеннами решетки, путем свертки комплексно-сопряженного спектров опорной и спектров остальных антенн на выбранных частотах, где - вектор-столбец с элементами , которые являются комплексными амплитудами сигналов, принятых отдельными антеннами;

9. Вычисление углового спектра принятого сигнала умножением полученного АФР на комплексную фазирующую функцию, зависящую от конфигурации антенной решетки, и суммирование полученных произведений;

10. Определение пеленга передатчика по максимуму квадрата модуля комплексного углового спектра.

Таким образом, способ-прототип перед вычислением пеленга путем свертки комплексно-сопряженного спектра опорной и спектра n-й антенны решетки осуществляет сжатие спектра сигнала, принятого каждой антенной решетки.

К недостаткам способа-прототипа относятся:

- низкая чувствительность при обнаружении и пеленговании сигналов с расширенным спектром;

- наличие аномально больших ошибок при пеленговании (до 30 и более градусов).

Низкая чувствительность при обнаружении обусловлена тем, что решение об обнаружении принимается по сигналу только одной антенны, выбранной в качестве опорной. При этом мощность сигнала, принимаемая остальными антеннами, не используется.

Ограничение чувствительности при пеленговании обусловлено низким качеством сжатия спектра при согласованной фильтрации пеленгуемого сигнала с низким отношением сигнал/шум на выходе элементов антенной решетки, так как при этом сигнал коррелирует скорее с шумом, чем с полезным сигналом. Это характерно для всех автокорреляционных систем, формирующих опорный сигнал непосредственно из принимаемого сигнала. В противоположность этому во взаимно корреляционных системах в качестве опорного сигнала используется свободный от шумов сигнал, что обеспечивает максимально возможный энергетический выигрыш за счет согласованной фильтрации полезного сигнала.

Аномально большие ошибки пеленгования сигналов с расширенным спектром обусловлены в первую очередь высокой вероятностью ложных обнаружений, свойственной способу-прототипу. Это обусловлено тем, что в прототипе применяется традиционный энергетический признак при обнаружении сигналов, который, как известно, из-за необходимости понижения порога обнаружения теряет свою эффективность при низких входных отношениях сигнал/шум, свойственных сигналам с низкой спектральной плотностью мощности.

Таким образом, аномально большие ошибки пеленгования сигналов с расширенным спектром обусловлены возможностью получения пеленгов по шумовым реализациям, с одной стороны, и отсутствием у прототипа операций идентификации и исключения пеленгов, полученных по шумовым реализациям, с другой.

Повышение чувствительности при использовании способа-прототипа можно обеспечить несколькими известными путями.

1. Увеличением базы антенной решетки и числа ее элементов.

Однако размер базы ограничивается интервалом пространственной корреляции сигналов, который зависит от свойств среды распространения сигнала. Кроме того, увеличение базы антенной решетки требует существенного увеличения затрат на создание системы пеленгования и, как правило, ограничивается в применении на практике условиями размещения антенной решетки.

2. Увеличением длительности интервала регистрации сигнала для выделения сигнала из шума за счет накопления во времени.

Этот путь только частично повышает эффективность обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром, так как возможность накопления ограничивается в применении длительностью сигналов.

3. Использованием некогерентного сложения спектров мощности сигналов всех антенн решетки для обнаружения сигнала.

Однако некогерентное сложение сигналов может повысить чувствительность при обнаружении только в раз, что существенно ниже, чем при когерентном сложении сигналов, так как приводит к потере фазовой информации.

Таким образом, эти пути радикально не решают указанные проблемы.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности (чувствительности и достоверности) обнаружения-пеленгования источников, излучающих широкий класс сигналов неизвестной формы с расширенным спектром, обладающих как временной, так и энергетической скрытностью.

Повышение эффективности обнаружения-пеленгования сигналов достигается за счет:

1. Решения проблемы "опорного сигнала", повышающего чувствительность путем применения вместо традиционной свертки комплексно сопряженных спектров, как правило, зашумленного сигнала опорной антенны и сигналов остальных антенн решетки, итерационно формируемой свертки спектров сигналов отдельных антенн решетки и существенно менее зашумленного комплексно сопряженного спектра выходного сигнала решетки, также итерационно получаемого когерентным сложением сигналов всех антенн решетки в направлении на источник. Итерационно формируемая свертка обеспечивает когерентное накопление полезного выходного сигнала решетки и соответствующего АФР на фоне шумов, что приводит к максимально возможному отношению сигнал/шум при сжатии спектра сигнала неизвестной формы и приближает качество согласованной фильтрации к предельно достижимому качеству для случая полностью известного опорного сигнала;

2. Использования наиболее общего критерия достоверности обнаружения-пеленгования, что снижает аномально большие ошибки обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром, для которых характерна низкая спектральная плотность мощности. При этом в качестве признака достоверности обнаружения-пеленгования наряду с традиционно применяемым энергетическим критерием использован критерий формы волнового фронта принятого сигнала, предусматривающий проверку степени близости формы принятого и модельного волновых фронтов.

Технический результат достигается тем, что в способе компьютерно-интерферометрического обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром, включающем когерентный прием сигнала решеткой антенн в заданной полосе частот, синхронное преобразование ансамбля принятых антеннами сигналов в цифровые сигналы и их синхронную регистрацию на заданном временном интервале, преобразование цифровых сигналов в комплексные временные спектры сигнала каждой антенны и запоминание матрицы спектров принятого сигнала, согласно изобретению итерационно реконструируют амплитудно-фазовое распределение (АФР) и комплексный спектр выходного сигнала решетки , используя матрицу спектров принятого сигнала и выбирая в качестве начального приближения спектра сигнала комплексно-сопряженный спектр сигнала опорной антенны, преобразуют реконструированное АФР в двумерный комплексный угловой спектр, по максимумам модуля которого находят азимутально-угломестный пеленг принятого сигнала, принимают решение об обнаружении сигнала с расширенным спектром и определяют достоверность обнаружения-пеленгования, используя полученные значения пеленга, АФР и спектра выходного сигнала решетки .

Возможны частные случаи осуществления способа:

1. Реконструкцию АФР и спектра выходного сигнала решетки на каждой итерации выполняют путем свертки спектров принятого и реконструированного на предыдущей итерации сигналов для уточнения АФР где l=1, 2,... - номер итерации, вычисления энергии уточненного АФР где (·)⁺ - символ эрмитового сопряжения, нормирования уточненного АФР и его запоминания, уточнения спектра сигнала преобразованием каждой спектральной составляющей принятого сигнала по алгоритму формирования луча с использованием в качестве фазирующего вектора реконструированного на текущей итерации нормированного АФР вычисления энергии уточненного спектра сигнала нормирования уточненного спектра сигнала и его запоминания, проверки совпадения энергий уточненного спектра сигнала и АФР где ε - малое число, для прекращения итерационного процесса и выбора реконструированных значений АФР и комплексного спектра выходного сигнала решетки

Это повышает отношение сигнал/шум АФР и выходного сигнала решетки при использовании только одной принятой реализации входного сигнала и, как следствие, обеспечивает необходимые условия для повышения чувствительности и достоверности обнаружения-пеленгования источников, излучающих широкий класс сигналов с расширенным спектром, обладающих как временной, так и энергетической скрытностью.

2. Обнаружение сигнала с расширенным спектром и определение достоверности его обнаружения-пеленгования осуществляют путем вычисления отсчетов спектра мощности реконструированного комплексного спектра выходного сигнала решетки и сравнения отсчетов полученного спектра мощности с порогом, формирования АФР модельного волнового фронта, соответствующего найденному азимутально-угломестному пеленгу, и его сравнения с реконструированным АФР, описывающим фактически принятый волновой фронт, принятия решения о наличии сигнала с расширенным спектром и о достоверности его обнаружения-пеленгования, если отсчеты спектра мощности превысили порог, а АФР модельного и АФР фактически принятого фронтов совпали с заданной точностью.

Это снижает аномально большие ошибки обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром, обладающих как временной, так и энергетической скрытностью.

Операции способа поясняются чертежом структурной схемы устройства компьютерно-интерферометрического обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром.

Рассмотрим работу устройства, реализующего предложенный способ, на примере обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром источников электромагнитных волн.

Устройство, реализующее предложенный способ, содержит последовательно соединенные антенную решетку 1, преобразователь частоты 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, вычислитель БПФ 4, вычислитель свертки 5, устройство фазирования 6, блок сравнения 7, измеритель пеленга и идентичности АФР 8, решающее устройство 9, устройство управления и отображения 10, выход которого подключен ко входу преобразователя 2. При этом ко второму входу блока 9 подключен блок энергетического обнаружения 11, первый вход которого совместно со вторым входом измерителя 8 подключен к выходу блока 7, а второй вход подключен ко второму выходу устройства 6 и ко второму входу вычислителя 5. Кроме того, выход вычислителя 4 также подключен ко второму входу устройства 6, второй выход вычислителя 5 подключен ко второму входу блока 7, а выход вычислителя 5 также соединен со вторым входом измерителя 8.

Антенная решетка 1 содержит N антенн с номерами n=0...N-1. Антенная решетка может быть произвольной пространственной конфигурации: плоской прямоугольной, плоской кольцевой или объемной, в частности, конформной.

Преобразователь частоты 2 выполнен с общим гетеродином и с полосой пропускания каждого канала, соответствующей ширине спектра сигнала передатчика. Общий гетеродин обеспечивает многоканальный когерентный прием сигналов, что является основным условием интерферометрической (голографической) регистрации сигналов передатчиков. Если разрядность и быстродействие АЦП достаточны для непосредственного аналого-цифрового преобразования входных сигналов, как, например, при построении изображения в KB диапазоне и в акустике, то вместо преобразователя 2 могут использоваться частотно избирательный полосовой фильтр и усилитель. Другими словами, аналоговая часть устройства, реализующего предлагаемый способ, может быть построена по принципу прямого усиления. Кроме этого, преобразователь 2 обеспечивает подключение одной из антенн вместо всех антенн решетки для периодической калибровки каналов по внешнему источнику сигнала с целью устранения их амплитудно-фазовой неидентичности. Возможна калибровка по внутреннему источнику сигнала. При этом может быть использован генератор шума, выход которого также может подключаться вместо всех антенн для периодической калибровки каналов.

Вычислитель 4 содержит N процессоров БПФ, что обеспечивает одновременное вычисление комплексных временных спектров сигналов, принятых каждой из N антенн решетки, и тем самым - максимальное быстродействие.

Вычислитель 5 и устройство 6, так же, как и вычислитель 4, реализованы по многопроцессорной схеме. При этом вычислитель 5 содержит N процессоров, каждый из которых реализует свертку спектров сигнала, принятого отдельной антенной решетки, а устройство 6 включает K процессоров, каждый из которых реализует алгоритм формирования луча на частоте отдельной спектральной составляющей спектра принятого сигнала. Многопроцессорные варианты реализации вычислителя 5 и устройства 6 обеспечивают повышение быстродействия соответственно в N и K раз по сравнению с однопроцессорным вариантом.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу от устройства 10 преобразователь 2 перестраивается на заданную частоту приема. Сигналы источника излучения, зависящие от времени, принимаются антеннами решетки 1. Принятый каждым антенным элементом решетки 1 зависящий от времени t сигнал источника излучения x_n(t) переносится на более низкую частоту в преобразователе 2.

Сформированный в преобразователе 2 ансамбль сигналов x_n(t) синхронно преобразуется с помощью АЦП 3 в ансамбль цифровых сигналов x_n(z). Цифровые сигналы x_n(z) синхронно регистрируется на заданном временном интервале в вычислителе 4.

В вычислителе 4 находится комплексный временной спектр сигнала каждой антенны, например, с применением алгоритма БПФ , где F_t{...} - оператор БПФ по времени, a k=0,..., K-1 - номер частотного отсчета, то есть входной сигнал каждой антенны разделяют на частотные поддиапазоны.

В результате данной операции формируется матрица комплексных временных спектров принятого сигнала размером N×К с элементами . После этого сформированная матрица спектров принятого сигнала запоминается в вычислителе 4 и поступает на вход вычислителя 5.

В вычислителе 5 и устройстве фазирования 6 итерационно реконструируются амплитудно-фазовое распределение (АФР) и комплексный спектр сигнала на выходе решетки .

При этом в вычислителе 5 на каждой l-й итерации выполняются следующие действия:

1. Вычисляется свертка спектров принятого сигнала и реконструированного на предыдущей итерации сигнала для уточнения АФР .

Уточненный сигнал АФР описывает распределение комплексных амплитуд сигналов, принятых отдельными антеннами, и математически представляет собой вектор-столбец с элементами . При этом сигнал представляет собой k-й элемент спектра выходного сигнала решетки, полученный на (l-1)-й итерации в устройстве 6. В качестве начального приближения спектра сигнала используется комплексно-сопряженный спектр сигнала опорной антенны , запомненный в вычислителе 4, то есть при l=1 имеем - при l=2 находим и т.д.;

2. Вычисляется энергия уточненного АФР ;

3. Нормируется уточненное АФР . Нормированное АФР поступает в устройство 6 и измеритель 8, а энергия уточненного АФР μ^(l) поступает в блок сравнения 7, где запоминаются.

В устройстве 6 на каждой l-й итерации выполняются следующие действия:

1. Уточняется комплексный спектр сигнала на выходе решетки . Для этого каждая спектральная составляющая принятого и запомненного в вычислителе 4 сигнала преобразуется по алгоритму формирования луча с использованием в качестве фазирующего вектора реконструированного в вычислителе 5 на текущей итерации нормированного АФР . В результате формируется комплексный спектр сигнала на выходе решетки в виде вектор-столбца , элементы которого представляют собой отдельные спектральные компоненты выходного сигнала решетки, вычисляемые по формуле , где - n-й элемент АФР, полученный в вычислителе 5 на l-й итерации.

2. Вычисляется энергия уточненного спектра сигнала

3. Нормируется уточненный спектр сигнала

После этого уточненный спектр сигнала поступает в вычислитель 5 и блок 11, а энергия уточненного спектра сигнала ν^(l) поступает в блок сравнения 7, где запоминаются.

Другими словами, на каждой l-й итерации в устройстве 6 каждая составляющая спектра принятого каждой антенной решетки сигнала умножается на комплексную фазирующую функцию в виде реконструированного АФР, которое содержит необходимые для фазирования пространственные разности фаз сигналов, принятых антеннами решетки, после чего скорректированные сигналы всех антенн складываются. Этот улучшенный выходной сигнал решетки затем, в свою очередь, используется в вычислителе 5 для улучшения отношения сигнал/шум сигнала АФР и т.д.

Понятно, что после когерентного сложения сигналов отдельных антенн получается результирующий сигнал, который является выходным сигналом решетки с отношением сигнал/шум, в N раз превышающим отношение сигнал/шум сигнала, принятого отдельной антенной. В этом состоит физический смысл итерационного накопления полезного сигнала на фоне шумов с поочередным преобразованием сигнала в частотной области (сигнал АФР) и в пространственной области (частотный спектр выходного сигнала решетки). Следует особо подчеркнуть, что накопление полезного сигнала на фоне шумов осуществляется при наличии только одной входной реализации полезного сигнала, что представляет особую ценность при обнаружении-пеленговании коротких сигналов с расширенным спектром, то есть сигналов, обладающих как временной, так и энергетической скрытностью.

В блоке сравнения 7 производится проверка совпадения энергий уточненного спектра сигнала и АФР где ε - малое число. Если указанное условие выполняется, то формируется сигнал прекращения итерационного процесса, который поступает в измеритель 8 и блок 11.

По сигналу прекращения итерационного процесса в измерителе 8 полученное на текущей итерации АФР , поступившее из вычислителя 5, фиксируется как реконструированное значение АФР , а в блоке 11 полученный на текущей итерации комплексный спектр выходного сигнала решетки , поступивший из устройства 6, выбирается в качестве реконструированного значения комплексного спектра выходного сигнала решетки .

Описанные операции реконструкции выходного сигнала решетки и его АФР являются основополагающими с точки зрения повышения энергетической эффективности последующих операций обнаружения-пеленгования, так как обеспечивают когерентное накопление полезного выходного сигнала решетки и соответствующего АФР на фоне шумов при наличии только одной реализации входного сигнала. При этом обеспечивается максимально возможное отношение сигнал/шум при сжатии спектра сигнала неизвестной формы. Другими словами, это приближает качество согласованной фильтрации сигнала неизвестной формы к предельно достижимому качеству согласованной фильтрации сигнала при полностью известном опорном сигнале.

Кроме того, в измерителе 8 выполняются следующие действия:

1. Из реконструированного АФР определяется двумерный комплексный угловой спектр, по максимуму модуля которого находится азимутально-угломестный пеленг принятого сигнала.

Угловой спектр может быть получен известным классическим алгоритмом формирования луча, описанным в пункте 9 на странице 3 данного описания, или алгоритмами, обеспечивающими повышенную разрешающую способность, например, алгоритмами, основанными на принципах регуляризации [3];

2. Формируется АФР модельного волнового фронта, соответствующего найденному азимутально-угломестному пеленгу, в виде , где - модельные комплексные амплитуды плоского волнового фронта, к - волновое число, r_n, α_n, z_n - цилиндрические координаты n-го антенного элемента, α₀ и β₀ - найденные азимутальный и угломестный пеленги;

3. Сформированное АФР модельного волнового фронта сравнивается с реконструированным АФР , описывающим фактически принятый волновой фронт, по следующей формуле: .

При наличии совпадения АФР модельного и АФР фактически принятого фронтов с заданной точностью, то есть при выполнении условия W≤W₀, где W₀ - пороговое значение, формируется соответствующий сигнал, который поступает на первый вход решающего устройства 9. Значение порога W₀ выбирается исходя из минимизации вероятности ложной тревоги.

В блоке 11 после фиксации реконструированного значения комплексного спектра выходного сигнала решетки выполняются следующие действия:

1. Вычисляются отсчеты спектра мощности реконструированного комплексного спектра выходного сигнала решетки ;

2. Сравниваются отсчеты полученного спектра мощности с порогом и при превышении порога формируется соответствующий сигнал, который поступает на второй вход решающего устройства 9. Значение порога выбирается исходя из минимизации вероятности ложной тревоги.

В устройстве 9 при наличии на первом и втором входах сигналов, поступивших от измерителя 8 и блока 11 и соответствующих тому, что отсчеты спектра мощности превысили порог, а АФР модельного и АФР фактически принятого фронтов совпали с заданной точностью, принимается решение об обнаружении сигнала с расширенным спектром и о достоверности его обнаружения-пеленгования. После принятия решения о достоверности обнаружения-пеленгования сигнала с расширенным спектром соответствующий сигнал поступает в устройство 10, где отображается оператору и поступает во внешние системы. После этого устройство 10 формирует сигнал перестройки на очередную частоту, и описанные операции повторяются.

Таким образом, способ компьютерно-интерферометрического обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром обеспечивает повышение эффективности обнаружения-пеленгования источников, излучающих широкий класс сигналов с расширенным спектром, обладающих как временной, так и энергетической скрытностью, за счет:

1. Использования наиболее общего критерия достоверности обнаружения-пеленгования, что снижает аномально большие ошибки обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром, для которых характерна низкая спектральная плотность мощности.

При этом в качестве признака достоверности обнаружения-пеленгования наряду с традиционным энергетическим критерием использован критерий формы волнового фронта принятого сигнала, предусматривающий проверку степени близости формы принятого и модельного волновых фронтов;

2. Решения проблемы "опорного сигнала" при сжатии спектра сигнала с низкой спектральной плотностью мощности неизвестной формы, что приближает качество согласованной фильтрации при низких отношениях сигнал/шум к предельно достижимому качеству для случая полностью известного опорного сигнала.

Предложенный способ превосходит способ-прототип по предельной чувствительности при обнаружении-пеленговании сигналов с расширенным спектром в N раз. Это обусловлено тем, что предельная чувствительность способа-прототипа ограничивается отношением сигнал/шум на выходе одной антенны решетки, а предложенного способа - отношением сигнал/шум существенно менее зашумленного реконструированного выходного сигнала решетки, полученного когерентным сложением сигналов с выходов всех N антенн решетки. Учитывая, что на практике число антенн в составе решетки может изменяться в широких пределах N=5÷10³, получаем значение выигрыша В=5÷10³.

Источники информации

1. US, патент 5955993, кл. G 01 S 5/02, 1999 г.

2. RU, патент 2158002, кл. 7 G 01 S 3/14, 5/04, 2000 г.

3. Шевченко В.Н. Оценивание углового положения источников когерентных сигналов на основе методов регуляризации // Радиотехника. - 2003. - №9. - С.3-10.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проблемы пассивного обнаружения и пеленгования систем связи, локации и управления, использующих сложные сигналы. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обнаружения-пеленгования источников, излучающих широкий класс сигналов с расширенным спектром неизвестной формы, обладающих как энергетической, так и временной скрытностью. Технический результат достигнут за счет использования критерия достоверности обнаружения-пеленгования и решения проблемы "опорного сигнала" при сжатии спектра сигнала с низкой спектральной плотностью мощности неизвестной формы, что приблизило качество согласованной фильтрации при низких отношениях сигнал/шум к предельно достижимому качеству для случая полностью известного опорного сигнала. При этом чувствительность обнаружения и пеленгования сигналов с расширенным спектром возрастает по сравнению с прототипом в N раз, где N - число антенн приемной решетки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ компьютерно-интерферометрического обнаружения-пеленгования сигналов с расширенным спектром, включающий когерентный прием сигнала решеткой антенн в заданной полосе частот, синхронное преобразование ансамбля принятых антеннами сигналов в цифровые сигналы и их синхронную регистрацию на заданном временном интервале, преобразование цифровых сигналов в комплексные временные спектры сигнала каждой антенны, запоминание матрицы спектров преобразованных сигналов, получение комплексно-сопряженного спектра выходного сигнала решетки антенн когерентным сложением сигналов каждой антенны, получение амплитудно-фазового распределения сигнала, принятого антеннами решетки, путем свертки комплексно-сопряженного спектра опорной антенны и спектров остальных антенн решетки в заданной полосе частот, отличающийся тем, что итерационно реконструируют амплитудно-фазовое распределение (АФР) и комплексный спектр выходного сигнала решетки, используя матрицу спектров преобразованных сигналов и выбирая в качестве начального приближения комплексного спектра выходного сигнала решетки комплексный спектр сигнала опорной антенны, преобразуют реконструированное АФР в двумерный комплексный угловой спектр, по максимумам модуля которого находят азимутально-угломестный пеленг принятого сигнала, выполняют обнаружение сигнала с расширенным спектром и определение достоверности его обнаружения-пеленгования путем вычисления спектра мощности реконструированного комплексного спектра выходного сигнала решетки и сравнения полученного спектра мощности с порогом, формирования АФР модельного волнового фронта, соответствующего найденному азимутально-угломестному пеленгу, и его сравнения с реконструированным АФР, описывающим фактически принятый волновой фронт, принятия решения о наличии сигнала с расширенным спектром и о достоверности его обнаружения-пеленгования, если спектр мощности превышает порог, а АФР модельного и АФР фактически принятого фронтов совпадают с заданной точностью.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реконструкцию АФР и спектра выходного сигнала решетки на каждой итерации выполняют путем свертки спектров принятого и реконструированного на предыдущей итерации сигналов для уточнения АФР, вычисления энергии уточненного АФР, нормирования уточненного АФР и его запоминания, уточнения спектра выходного сигнала решетки преобразованием каждой спектральной составляющей принятого преобразованного сигнала с использованием в качестве фазирующего вектора реконструированного на предыдущей итерации нормированного АФР, вычисления энергии уточненного спектра сигнала, нормирования уточненного спектра сигнала и его запоминания, проверки совпадения энергий уточненного спектра сигнала и АФР для прекращения итерационного процесса и выбора реконструированных значений АФР и комплексного спектра выходного сигнала решетки.