Цифровая обработка сигналов ССН торпед в условиях прибрежных районов
Для улучшения характеристик ГА ССН торпед разработаны новые алгоритмы, пре¬дусматривающие расширение рабочей полосы частот и формирование адаптивных диа¬грамм направленности, что оказалось возможным реализовать на основе новых цифровых технологий обработки сигналов. В течение трех лет специалисты фирмы BAE Systems и Управление оборонных исследований МО Великобритании проводили эти работы приме¬нительно к торпеде «Spearflsh».
Основные направления работ включали:
- обработку широкополосного сигнала (в активном и пассивном режимах);
- использование более сложной формы огибающей сигнала;
- скрытый режим активной локации;
- адаптивное формирование диаграммы направленности;
- классификация с помощью нейронных сетей;
- совершенствование процесса слежения.
На испытаниях было выявлено, что использование широкой полосы (около октавы) позволяет повысить эффективность выделения полезного сигнала на фоне шума благодаря увеличенному времени обработки. В активном режиме это позволяет использовать проце¬дуру сжатия длительности сигнала, что снижает влияние поверхностной и донной ревер¬берации. В пассивном режиме повышается возможность выполнить статистический ана¬лиз данных в реальном масштабе времени.
Модулирование формы волны дополнительно повышает разрешение по дальности и отстройку от реверберации при корреляционной обработке.
Скрытый режим активной локации заимствован из радиолокации. Для обнаруже¬ния целей при помощи излучения сигнала малой мощности используется сложная форма огибающей сигнала со случайным заполнением и широкая полоса частот. При этом излучение торпеды не обнаруживается целью.
В качестве типовых фильтров слежения используются фильтры Калмана. Появле¬ние процессоров с почти неограниченными мощностями обработки позволяет осуществ¬лять слежение за каждой целью отдельно.
Для проведения испытаний и демонстрации новых алгоритмов обработки сигналов были внесены некоторые изменения в ГСН торпеды «Spearfish»:
- аналоговое формирование диаграммы направленности заменено на цифровое;
- введен цифровой рекордер для записи уровней сигналов элементов антенны;
- удален гибридный процессор сигналов.
Обработанные сигналы передаются по внешней линии связи на аппаратуру записи, цифровые данные для ПЛ - по ВОЛС.
Для выявления преимуществ использования широкой полосы принимаемых частот был применен режим широкополосной когерентной обработки сигналов с использованием линейно-периодической модуляции для улучшения выделения сигнала от цели, движу¬щейся с малой скоростью. На испытаниях достигнута возможность улучшить выделение отраженного от цели сигнала в условиях реверберации мелкого моря на 7 дБ и возмож¬ность увеличения длительности импульса до 1 с, но это ведет к увеличению мертвой зоны, хотя в ряде случаев и необходимо, и допустимо при цифровой обработке сигналов.
Дайджест зарубежной прессы, 2002, вып.31, с.64-66.
По материалам доклада 7А-1 на конференции UDT-2001.
