Вопросы радиоэлектроники. 2019; : 24-34
ПЕРСПЕКТИВЫ ПОСТРОЕНИЯ СРЕДСТВ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ДЛЯ СИСТЕМ ЗАГОРИЗОНТНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ НА БАЗЕ АППАРАТНОЙ ПЛАТФОРМЫ «ГРИФОН»
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-1-24-34Аннотация
В статье обсуждаются пути совершенствования и принципы построения специализированных вычислителей, обеспечивающих управление и обработку сигналов в мобильных и стационарных загоризонтных радиолокационных системах. Представлен краткий обзор истории развития загоризонтной радиолокации. Рассматриваются потенциальные возможности аппаратуры, демонстрирующие перспективы создания вычислителей на базе аппаратной платформы «Грифон» с высокими параметрами и минимальными массогабаритными характеристиками. Подробно описаны структура и принципы построения математического обеспечения вычислителей. Предложены алгоритмы, обеспечивающие повышение эффективности обработки сигналов с учетом структуры электромагнитных полей, образующейся при распространении волн в ионосфере. Приводятся сравнительные характеристики предлагаемых алгоритмов, которые могут быть использованы для оптимизации трактов обработки сигналов и объема цифровой аппаратуры.
Список литературы
1. Основы загоризонтной радиолокации / В. А. Алебастров, Э. Ш. Гойхман, И. М. Заморин, А. А. Колосов, В. А. Корадо, Ф. А. Кузьминский, Б. С. Кукис, под ред. А. А. Колосова. М.: Радио и связь, 1984. 256 с.
2. Гинзбург В. Л. Теория распространения радиоволн в ионосфере. М. – Л.: Гостехиздат, 1949. 350 с.
3. Леонтович М. А., Фок В. А. Решение задачи о дифракции электромагнитных волн вокруг Земли по методу параболического уравнения // ЖЭТФ. 1946. Т. 16. № 7. С. 557–573.
4. Алексеева Е. Г. Некоторые методы оптимизации расчета звуковых полей для гетерогенных многопроцессорных вычислительных систем // Вопросы радиоэлектроники. 2012. № 4. Вып. 2. С. 118–125.
5. Collins M. D. A split-step Pade solution for parabolic equation method // J. Acoust. Soc. Am. 1993. Vol. 93. P. 1736–1742.
6. Porter M. В., Jensen F. B., Ferla С. М. The problem of energy conservation in one-way models // J. Acoust. Soc. Am. 1991. Vol. 89. P. 1058–1067.
7. Collins M. D. A self-starter for the parabolic equation method // J. Acoust. Soc. Am. 1992. Vol. 92. P. 2069–2074.
8. Zhang Y., Cohen J., Owens J. D. Fast tridiagonal solvers on the GPU. Proceedings of the 15th ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practice of Parallel Programming, January 9–14, 2010. P. 127–136.
9. Headrick J. M., Skolnik M. I. Over-the-horizon radar in the HF band // Proceedings of the IEEE. 1974. Vol. 62. № 6. P. 6–17.
10. Papazoglou M., Krolik J. Electromagnetic matched-field processing for target height finding with over-the-horizon radar // IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP). 1997. P. 559–562.
11. Papazoglou M., Krolik J. Matched-field estimation of aircraft altitude from multiple over-the-horizon radar revisits // IEEE Transactions on Signal Processing. 1999. Vol. 47. Iss. 4. P. 966–976.
12. Anderson R. H., Kraut S., Krolik J. L. Robust altitude estimation for over-the-horizon radar using a state-space multipath fading model // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2003. Vol. 39. Iss. 1. P. 192–201.
13. Галаган П. В. Платформа ГРИФОН для решения встраиваемых систем специального назначения // СТА – Современные технологии автоматизации. 2015. № 4(77). С. 16–23.
14. Алексеева Е. Г. Моделирование распространения звукового сигнала в слоисто-неоднородной среде // Вопросы радио электроники. 2009. № 1. С. 74–86.
15. Алексеев Г. Г., Алексеева Е. Г., Протасов А. М. Применимость различных методов расчета звуковых полей при разработке программного обеспечения специализированных вычислителей // Вопросы радиоэлектроники. 2013. Вып. 2. № 5. С. 75–85.
16. Мезонинные модули FMC [Электронный ресурс]. URL: http://www.insys.ru/mezzanine (дата обращения: 21.10.2018).
17. Алексеева Е. Г. Вычисление поперечной функции Грина для модели океанского волновода с использованием графических процессоров // Вопросы радиоэлектроники. 2011. № 4. С. 82–88.
18. Алексеева Е. Г. Анализ алгоритмов статистической обработки данных для моделирования локализации источников звука // Вопросы радиоэлектроники. 2010. № 2. С. 44–49.
Issues of radio electronics. 2019; : 24-34
PERSPECTIVES OF DIGITAL PROCESSING FACILITIES CONSTRUCTION FOR SYSTEMS OF OVER-THE-HORIZON RADAR ON BASIS OF GRIFON HARDWARE PLATFORM
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-1-24-34Abstract
The ways of improving and the principles of constructing specialized computers that provide control and signal processing in mobile and stationary over‑the‑horizon radar systems are discussed in the article. A brief review of the history of the development of over‑the‑horizon radar is presented. Potential capabilities of the equipment are considered, demonstrating the prospects of creating specialized computers based on the Gryphon hardware platform with high parameters and minimal mass‑size characteristics. The structure and principles of constructing the mathematical support of specialized computers are described in details. Algorithms are proposed that provide an increase in the efficiency of signal processing, taking into account the structure of electromagnetic fields formed during the propagation of waves in the ionosphere. The comparative characteristics of the proposed algorithms that can be used to optimize signal processing and digital equipment volumes are given.
References
1. Osnovy zagorizontnoi radiolokatsii / V. A. Alebastrov, E. Sh. Goikhman, I. M. Zamorin, A. A. Kolosov, V. A. Korado, F. A. Kuz'minskii, B. S. Kukis, pod red. A. A. Kolosova. M.: Radio i svyaz', 1984. 256 s.
2. Ginzburg V. L. Teoriya rasprostraneniya radiovoln v ionosfere. M. – L.: Gostekhizdat, 1949. 350 s.
3. Leontovich M. A., Fok V. A. Reshenie zadachi o difraktsii elektromagnitnykh voln vokrug Zemli po metodu parabolicheskogo uravneniya // ZhETF. 1946. T. 16. № 7. S. 557–573.
4. Alekseeva E. G. Nekotorye metody optimizatsii rascheta zvukovykh polei dlya geterogennykh mnogoprotsessornykh vychislitel'nykh sistem // Voprosy radioelektroniki. 2012. № 4. Vyp. 2. S. 118–125.
5. Collins M. D. A split-step Pade solution for parabolic equation method // J. Acoust. Soc. Am. 1993. Vol. 93. P. 1736–1742.
6. Porter M. V., Jensen F. B., Ferla S. M. The problem of energy conservation in one-way models // J. Acoust. Soc. Am. 1991. Vol. 89. P. 1058–1067.
7. Collins M. D. A self-starter for the parabolic equation method // J. Acoust. Soc. Am. 1992. Vol. 92. P. 2069–2074.
8. Zhang Y., Cohen J., Owens J. D. Fast tridiagonal solvers on the GPU. Proceedings of the 15th ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practice of Parallel Programming, January 9–14, 2010. P. 127–136.
9. Headrick J. M., Skolnik M. I. Over-the-horizon radar in the HF band // Proceedings of the IEEE. 1974. Vol. 62. № 6. P. 6–17.
10. Papazoglou M., Krolik J. Electromagnetic matched-field processing for target height finding with over-the-horizon radar // IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP). 1997. P. 559–562.
11. Papazoglou M., Krolik J. Matched-field estimation of aircraft altitude from multiple over-the-horizon radar revisits // IEEE Transactions on Signal Processing. 1999. Vol. 47. Iss. 4. P. 966–976.
12. Anderson R. H., Kraut S., Krolik J. L. Robust altitude estimation for over-the-horizon radar using a state-space multipath fading model // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2003. Vol. 39. Iss. 1. P. 192–201.
13. Galagan P. V. Platforma GRIFON dlya resheniya vstraivaemykh sistem spetsial'nogo naznacheniya // STA – Sovremennye tekhnologii avtomatizatsii. 2015. № 4(77). S. 16–23.
14. Alekseeva E. G. Modelirovanie rasprostraneniya zvukovogo signala v sloisto-neodnorodnoi srede // Voprosy radio elektroniki. 2009. № 1. S. 74–86.
15. Alekseev G. G., Alekseeva E. G., Protasov A. M. Primenimost' razlichnykh metodov rascheta zvukovykh polei pri razrabotke programmnogo obespecheniya spetsializirovannykh vychislitelei // Voprosy radioelektroniki. 2013. Vyp. 2. № 5. S. 75–85.
16. Mezoninnye moduli FMC [Elektronnyi resurs]. URL: http://www.insys.ru/mezzanine (data obrashcheniya: 21.10.2018).
17. Alekseeva E. G. Vychislenie poperechnoi funktsii Grina dlya modeli okeanskogo volnovoda s ispol'zovaniem graficheskikh protsessorov // Voprosy radioelektroniki. 2011. № 4. S. 82–88.
18. Alekseeva E. G. Analiz algoritmov statisticheskoi obrabotki dannykh dlya modelirovaniya lokalizatsii istochnikov zvuka // Voprosy radioelektroniki. 2010. № 2. S. 44–49.
