cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2019-22-1-76-82caht-1447Research ArticleРАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬRADIO ENGINEERING AND COMMUNICATIONSРЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОДАВЛЕНИЯ СПЕКЛА В РАДИОЛОКАТОРЕ С СИНТЕЗИРОВАНИЕМ АПЕРТУРЫSIMULATION RESULTS OF SPECKLE SUPPRESSION IN RADAR WITH SYNTHETIC APERTUREАкиншинР. Н.AkinshinR. N.

Акиншин Руслан Николаевич - доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник.

Москва

Ruslan N. Akinshin - Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Leading Researcher.

rakinshin@yandex.ruРумянцевВ. Л.RumyantzevV. L.

Румянцев Владимир Львович - доктор технических наук, профессор, заместитель начальника отдела.

Vladimir L. Rumyantzev - Doctor of Technical Sciences, Professor, Deputy Head of Department of JSC CDBAE.

Tula

cdbae@cdbae.ruПетешовА. В.PeteshovA. V.

Петешов Андрей Викторович - кандидат технических наук, доцент, начальник кафедры

Andrey V. Peteshov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the CWWIURE Chair

D-john_post@mail.ruСекция прикладных проблем, Президиум Российской академии наукРоссияSection of Applied Problems, Presidium of the Russian Academy of SciencesRussian FederationЦентральное конструкторское бюро аппаратостроения, АОРоссияJSC Central Design Bureau of Apparatus EngineeringRussian FederationЧереповецкое высшее военное инженерное училище радиоэлектроникиРоссияCherepovets Higher Military Engineering School of Radio ElectronicsRussian Federation2019270220192217682Copyright © Акиншин Р.Н., Румянцев В.Л., Петешов А.В., 20192019Акиншин Р.Н., Румянцев В.Л., Петешов А.В.Akinshin R.N., Rumyantzev V.L., Peteshov A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1447

Недостатком получаемых одноканальной радиоэлектронной станцией (РЛС) радиолокационных изображений является наличие спекла, который приводит к вспышкам интенсивности, увеличивающим число ложных тревог при обнаружении точечных целей. Поэтому обнаружение и различение целей по их отражательной способности (с использованием энергетических характеристик сигнала) является недостаточно эффективным. В поляриметрических РЛС формирование каждого элемента изображения осуществляется по выходным сигналам четырех приемных каналов. Совместная обработка этих сигналов позволяет минимизировать спекл без снижения разрешающей способности. В работе приведены результаты компьютерного моделирования методов подавления спекла изображений, получаемых в поляризационной РЛС с синтезированной апертурой антенны. Первый использует в качестве параметра интенсивности отраженного от i-го элемента разрешения сигнала норму его матрицы обратного рассеяния. Во втором производится некогерентное сложение интенсивностей, полученных при последовательном обзоре пространства несколькими лучами. Оба этих метода могут быть применены совместно. Приведена блок-схема такой обработки для одной полоски дальности. Проведено компьютерное моделирование «трехлучевого» метода подавления спекла изображений, получаемых в РЛС с синтезированной апертурой антенны. В качестве модели отражающей поверхности выбрана случайная дифракционная решетка, образованная совокупностью независимых отражателей, расположенных в узлах регулярной прямоугольной сетки с шагом 1 м. При этом изображение решетки сформировано как некогерентная сумма трех изображений, полученных под разными углами. Результаты показывают, что спекл-эффект уменьшается уже при угловых отворотах порядка единиц градусов.

The disadvantage of (RLI) radar images obtained with a single-channel radar station is the presence of speckle that leads to intensity flashes increasing the number of false alarms when detecting point targets. Therefore, the detection and target distinguishing by their reflective capability (using the energy characteristics of the signal) is not effective enough. In polarimetric radar stations the formation of each image element is carried out by the output signals of four receiving channels. Joint processing of these signals allows minimizing speckle without reducing the resolution capability. The paper presents the results of the computer simulation of the suppression methods of the image speckle obtained in the polarized radar stations with the synthesized antenna aperture. The first one uses the norm of the backscattering matrix as a parameter of the intensity of the reflected signal resolution from the i-th element. The incoherent addition of the intensities obtained by sequential overview of the space with several rays is carried out in the second one. Both of these methods can be applied together. The block diagram of such processing for one strip of range is given. The computer simulation of the three-rayed suppression method of the image speckle obtained in the radar stations with the synthesized antenna aperture is carried out. As a model of the reflecting surface a random diffraction grating formed by a set of independent reflectors located at the nodes of a regular rectangular grid with a step of 1 m is chosen. In this connection the image of the grating is formed as an incoherent sum of three images obtained at different angles. The results show that the speckle effect reduces even at angular changes of the order of degree units.

эффективная поверхность рассеянияизображение объектаалгоритмсинтезированная апертураeffective surface of scatteringthe image of the objectthe algorithmsynthesized apertureReferencesVasile G. Intensity-driven adaptive-neighborhood technique for polarimetric and interferometric SAR parameter estimation / E. Trouve, J.S. Lee, V. Buzuloiu // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. Vol. 44, June, № 6. Pp. 1609-1621.Vasile, G., Trouve, E., Lee, J.S. and Buzuloiu, V. (2006). Intensity-driven adaptive neighborhood technique for polarimetric and interferometric parameter estimation. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 44, no. 6, June, pp. 1609-1621.Lee J.S. Scattering model based speckle filtering of polarimetric SAR data / D.L. Schuler, M.R. Grunes, E. Pottier, L. Ferro Famil // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2006. Vol. 44, January, № 1. Pp. 176-187.Lee, J.S., Schuler, D.L., Grunes, M.R., Pottier, E. and Ferro Famil, L. (2006). Scattering model based speckle filtering of polarimetric SAR data. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 44, no. 1, January, pp. 176-187.Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Кн. 3. Радиопо-ляриметрия сложных по структуре сигналов. М.: Радиотехника, 2008. 688 с.Kozlov, A.I., Logvin, A.I. and Sarychev, V.A. (2008). Polyarizatsiya radiovoln. Kn. 3 Radiopolyarimetriya slozhnykh po strukture signalov [Polarization of radio waves. V. 3. Radio-polarimetry of complicated structure signals]. Moscow: Radiotekhnika, Radio Engineering, 688 p. (in Russian)Акиншин Н.С., Румянцев В.Л., Хомяков А.В. Алгоритмы обнаружения объектов в поляризационных РЛС // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. 2016. Вып. 2. С. 14-21.Akinshin, N.S., Rumiantsev, V.L. and Khomyakov, V.A. (2016). Algoritmy ob-naruzheniya obyektov v polyarizatsionnikh RLS [Algorithms of object detection in the polarized radars]. Izvestiya TulGU. Ser. Tekhnicheskiye nauki [Proceedings of the Tula State University. Ser. Engineering Sciences], iss. 2, pp. 14-21. (in Russian)Giuli D., Fossi M., Facheris L. Radar target scattering matrix measurement through orthogonal signals // IEE Proceedings F - Radar and Signal Processing. 1993. Vol. 140, August, № 4. Pp. 233-242.Giuli, D., Fossi, M. and Facheris, L. (1993). Radar target scattering matrix measurement through orthogonal signals. IEE Proceedings F - Radar and Signal Processing, vol. 140, no. 4, August, pp. 233-242.Cloude S.R., Pottier E. An entropy-based classification scheme for land applications of polarimetric SAR // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 1997. Vol. 35, January, № 1. Pp. 68-78.Claude, S.R. and Pottier, E. (1997). An entropy-based classification scheme for land applications of polarimetric SAR IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 35, no. 1, pp. 68-78.Freeman A. Classification or multi-frequency. Multi-temporal polarimetric SAR images of natural vegetation / J. Saillard, E. Pottier, W.-M. Boerner / Eds. Proc. JIPR-2. 1992 Sepl. 8-10. IRESTE. U. Nantes. Brelagne. France. Рp. 272-288.Freeman, A., Saillard, J., Pottier, E. and Boerner, W.M. (1992). Classification or multifrequency. Multi-temporal polarimetric SAR images of natural vegetation. Eds. Proc. JIPR-2. 1992 Sepl. 8-10. IRESTE. U. Nantes, Brelagne, France, pp. 272-288.Акиншин Н.С., Вареница Ю.И., Хомяков К.А. Совместная оценка координатных и поляризационных параметров радиолокационных объектов // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. 2016. Вып. 2. С. 3-14.Akinshin, N.S., Varenitsa, Y.I. and Khomyakov, K.A. (2016). Sovmestnaya otsenka koordinatnikh i polyarizatsionnikh parametrov radiolokatsionnikh obyektov [Joint estimation of the coordinate and the polarized parameters of radar objects]. Izvestiya TulGU. Ser. Tekhnicheskiye nauki [Izv. The Tula State University. Ser. Technical Sciences], iss. 2, pp. 3-14. (in Russian).Вареница Ю.И., Румянцев В.Л. Оценка достоверности модельной реконструкции изображения точечных объектов методом прямолинейного синтеза апертуры // Известия ТулГУ. Сер. Технические науки. 2016. Вып. 7, Ч. 1. С. 184-191.Varenitsa, Y.I. and Rumyantsev, V.L. (2016). Otsenka dostovernosti modelnoy rekon-struktsii izobrazheniya tochechnikh obyektov metodom pryamolineynogo sinteza apertury [Assessment of the reliability of the model image reconstruction of point objects by the method of straight-line aperture synthesis]. Izvestiya TulGU. Ser. Tekhnicheskiye nauki [Proceedings of the Tula State University. Ser. Engineering Sciences], iss. 7, part 1, pp. 184-191. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.