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

Вячеслав Петрович Рябуха; Андрей Викторович Семеняка; Евгений Анатольевич Катюшин; Дмитрий Владимирович Атаманский

doi:10.20535/S0021347021050010

Автор(и)

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

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.