Выбор параметров ленточно-диагональной регуляризации оценок максимального правдоподобия корреляционныx матриц гауссовых помех и обратныx к ним

Автор(и)

  • Вячеслав Петрович Рябуха Государственное предприятие «Научно-исследовательский институт радиолокационных систем «Квант-Радиолокация», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-8607-9551
  • Андрей Викторович Семеняка Государственное предприятие «Научно-исследовательский институт радиолокационных систем «Квант-Радиолокация», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1170-6151
  • Евгений Анатольевич Катюшин Государственное предприятие «Научно-исследовательский институт радиолокационных систем «Квант-Радиолокация», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-8200-7289
  • Дмитрий Владимирович Атаманский Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-8705-8584

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021050010

Ключові слова:

гауссовы шумовые и пассивные помехи, адаптивная пространственно-временная обработка, оценка максимального правдоподобия, корреляционная матрица, параметры ленточно-диагональной регуляризации, быстродействие.

Анотація

Статья посвящена обоснованию практических рекомендаций по выбору параметров ленточно-диагональной регуляризации оценки максимального правдоподобия эрмитовых корреляционных матриц гауссовых помех: параметра диагональной регуляризации и параметра ленточной регуляризации — кратности компенсации (количество ступеней адаптивных решетчатых фильтров) для обеспечения быстродействия адаптации систем защиты РЛС от активных шумовых и пассивных помех, соответствующего теоретическому (предельному). Показано, что при адаптивной пространственной обработке сигналов на фоне активных шумовых помех выбор параметра диагональной регуляризации зависит от размерности задачи, а при временной обработке сигналов на фоне пассивных помех также и от вида корреляционной функции таких помех. Ограничение количества ступеней адаптивных решетчатых фильтров по сравнению с количеством временных каналов, позволяет упростить адаптивную временную обработку сигналов на фоне пассивных помех и повысить быстродействие адаптации.

Біографії авторів

Вячеслав Петрович Рябуха, Государственное предприятие «Научно-исследовательский институт радиолокационных систем «Квант-Радиолокация»

Доктор технических наук, доцент, начальник отделения современных методов обработки цифровой информации

Андрей Викторович Семеняка, Государственное предприятие «Научно-исследовательский институт радиолокационных систем «Квант-Радиолокация»

Заместитель начальника отделения современных методов обработки цифровой информации

Евгений Анатольевич Катюшин, Государственное предприятие «Научно-исследовательский институт радиолокационных систем «Квант-Радиолокация»

Научный сотрудник отделения современных методов обработки цифровой информации

Дмитрий Владимирович Атаманский, Харьковский национальный университет Воздушных Сил имени Ивана Кожедуба

Доктор технических наук, доцент, профессор кафедры

Посилання

Я. Д. Ширман, С. Т. Багдасарян, А. С. Маляренко, Д. И. Леховицкий, Радиоэлектронные Системы. Основы Построения и Теория: Справочник. Москва: Радиотехника, 2007.

S. Ahmed, F. Abbasi, U. I. Ahmed, “Radar jamming suppression using clipping based pulse integration,” in NAECON 2018 - IEEE National Aerospace and Electronics Conference, 2018, vol. 2018-July, pp. 587–591, doi: https://doi.org/10.1109/NAECON.2018.8556736.

P. Addabbo, O. Besson, D. Orlando, G. Ricci, “Adaptive detection of coherent radar targets in the presence of noise jamming,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 67, no. 24, pp. 6498–6510, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/TSP.2019.2954499.

H. Xiao, T. Wang, S. Zhang, C. Wen, “A robust refined training sample reweighting space–time adaptive processing method for airborne radar in heterogeneous environment,” IET Radar, Sonar Navig., vol. 15, no. 3, pp. 310–322, 2021, doi: https://doi.org/10.1049/rsn2.12034.

R. Gui, W.-Q. Wang, A. Farina, H. C. So, “FDA radar with doppler-spreading consideration: Mainlobe clutter suppression for blind-doppler target detection,” Signal Process., vol. 179, p. 107773, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2020.107773.

Д. И. Попов, “Оценивание параметров пассивных помех на основе косвенных алгоритмов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 1, pp. 54–63, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019010060.

S. Liu, Y. Ma, Y. Huang, “Sea clutter cancellation for passive radar sensor exploiting multi-channel adaptive filters,” IEEE Sensors J., vol. 19, no. 3, pp. 982–995, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2879879.

I. S. Reed, J. D. Mallett, L. E. Brennan, “Rapid convergence rate in adaptive arrays,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. AES-10, no. 6, pp. 853–863, 1974, doi: https://doi.org/10.1109/TAES.1974.307893.

R. A. Monzingo, R. L. Haupt, T. W. Miller, Introduction to Adaptive Arrays. IET, 2011, doi: https://doi.org/10.1049/SBEW046E.

Ю. И. Абрамович, “Регуляризованный метод адаптивной оптимизации по критерию максимума отношения сигнал/помеха,” Радиотехника и электроника, vol. 26, no. 3, pp. 543–551, 1981.

Y. I. Abramovich, N. K. Spencer, M. D. E. Turley, “Time-varying autoregressive (TVAR) models for multiple radar observations,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 55, no. 4, pp. 1298–1311, 2007, doi: https://doi.org/10.1109/TSP.2006.888064.

Д. И. Леховицкий, С. Б. Милованов, И. Д. Раков, Б. Г. Свердлов, “Универсальные адаптивные решетчатые фильтры. Адаптация при заданном корне из оценочной корреляционной матрицы,” Известия высших учебных заведений. Радиофизика, vol. 35, no. 11–12, pp. 969–992, 1992, uri: https://radiophysics.unn.ru/issues/1992/11/969.

В. Г. Репин, Г. П. Тартаковский, Статистический Синтез При Априорной Неопределенности и Адаптация Информационных Систем. Москва: Советское радио, 1977.

Д. И. Леховицкий, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка, В. П. Рябуха, Д. В. Атаманский, “Адаптивные решетчатые фильтры. Часть I. Теория решетчатых структур,” Прикладная радиоэлектроника, vol. 10, no. 4, pp. 381–418, 2011, uri: https://openarchive.nure.ua/bitstream/document/4699/1/380-404.pdf.

Д. И. Леховицкий, “Адаптивные решетчатые фильтры для систем пространственно-временной обработки нестационарных гауссовых процессов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 61, no. 11, pp. 607–644, 2018, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347018110018.

Y. I. Abramovich, N. K. Spencer, B. A. Johnson, “Band-inverse TVAR covariance matrix estimation for adaptive detection,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 46, no. 1, pp. 375–396, 2010, doi: https://doi.org/10.1109/TAES.2010.5417169.

Д. И. Леховицкий, Ю. И. Абрамович, В. П. Рябуха, Г. А. Жуга, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка, “Ленточно-диагональная регуляризация МП оценок корреляционных матриц в задачах адаптивной обработки сигналов на фоне гауссовых помех,” Прикладная радиоэлектроника, vol. 10, no. 4, pp. 419–422, 2011, uri: https://openarchive.nure.ua/handle/document/4701.

В. П. Рябуха, А. В. Семеняка, Е. А. Катюшин, “Математические модели взаимнокоррелированных и некоррелированных гауссовых шумовых помех от внешних источников,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 64, no. 3, pp. 172–180, 2021, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347021030043.

Д. И. Леховицкий, И. Г. Кириллов, “Моделирование пассивных помех импульсным РЛС на основе процессов авторегрессии произвольного порядка,” Системи обробки інформації, no. 3, pp. 90–101, 2008, uri: http://www.hups.mil.gov.ua/periodic-app/article/5988.

Зависимость средних потерь выходного ОСПШ от объема обучающей выборки

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-29 — Оновлено 2021-05-29

Як цитувати

Рябуха, В. П., Семеняка, А. В., Катюшин, Е. А., & Атаманский, Д. В. (2021). Выбор параметров ленточно-диагональной регуляризации оценок максимального правдоподобия корреляционныx матриц гауссовых помех и обратныx к ним. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(5), 263–274. https://doi.org/10.20535/S0021347021050010

Номер

Том 64 № 5 (2021)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.