bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2026-24-2-25-36bsuir-4339Research ArticleСтатьиОценивание угловых координат радиолокатором с антенной решеткой на базе подрешеток с использованием искусственных нейронных сетейEstimating Angular Coordinates of a Subarray Radar Using Artificial Neural NetworksДубовикИ. А.DubovikI.

канд. техн. наук, доц., докторант 

Минск

Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Doctoral Student 

Minsk

КозловС. В.KozlovS.

д-р техн. наук, проф., проф. каф. информационных радиотехнологий

Минск

Dr. Sci. (Tech.), Professor, Professor at the Department of Information Radiotechnologies

Minsk

ЗайцевИ. А.ZaitsevI.

асп. каф. информационных радиотехнологий

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6

Тел.: +375 17 293-89-11

Zaitsev Ilya, Postgraduate of the Department of Information Radiotechnologies

220013, Minsk, P. Brovki St., 6 

Tel.: +375 17 293-89-11

i.zajtsev@bsuir.byКривицкийП. Д.KrivitskyP.

студ.

Минск

Student

Minsk

Военная академия Республики БеларусьMilitary Academy of BelarusБелорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2026080520262422536Copyright © Дубовик И.А., Козлов С.В., Зайцев И.А., Кривицкий П.Д., 20262026Дубовик И.А., Козлов С.В., Зайцев И.А., Кривицкий П.Д.Dubovik I., Kozlov S., Zaitsev I., Krivitsky P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4339

Рассмотрены варианты измерителя угловых координат отраженного сигнала с использованием искусственных нейронных сетей для радиолокатора с перестройкой частоты на базе антенной решетки с подрешетками с формированием суммарного и разностных каналов и сетки адаптированных приемных каналов вблизи направления наблюдения. Разработана модель амплитудно-фазочастотных неидентичностей приемных каналов при перестройке частоты и угловом сканировании. Предложены варианты архитектуры нейронных сетей на базе многослойного персептрона для случая создания суммарно-разностных каналов и комплексированной сверточной нейронной сети и многослойного персептрона при формировании сетки адаптированных приемных каналов. На основе моделирования показано, что предлагаемые архитектуры обеспечивают практически полное устранение ошибок оценивания угловых координат, связанных с наличием амплитудно-фазочастотных неидентичностей приемных каналов при близкой к потенциально достижимой точности оценивания.

This paper examines variants of a reflected signal angular coordinate meter using artificial neural networks for a frequency-agile radar based on an antenna array with subarrays, generating sum and difference channels, and an array of adapted receiving channels near the observation direction. A model of amplitude-phase- frequency non-identities of receiving channels during frequency agility and angular scanning is developed. Neural network architectures are proposed based on a multilayer perceptron for the case of creating sum-and-difference channels and a complex convolutional neural network and a multilayer perceptron for generating an array of adapted receiving channels. Modeling shows that the proposed architectures ensure the almost complete elimination of angular coordinate estimation errors associated with the presence of amplitude-phase-frequency non-identities of receiving channels, with an estimation accuracy close to the potentially achievable one.

антенная решеткакорреляционная матрицасверточная нейронная сетьмногослойный персептронпеленгаторпространственная компенсация помехподрешеткаantenna arraycorrelation matrixconvolutional neural networkmultilayer perceptrondirection finderspatial interference compensationsubarrayReferencesТатузов, А. Л. Нейронные сети в задачах радиолокации / А. Л. Татузов. М.: Радиотехника, 2009.Tatuzov A. L. (2009) Neural Networks in Radar Problems. Moscow, Radio Engineering Publ. (in Russian).Богословская, М. А. Применение нейронных сетей в задачах пеленгации радиолокационных целей / М. А. Богословская, К. Ю. Гаврилов // Фазотрон. 2007. № 3–4.Bogoslovskaya M. A., Gavrilov K. Yu. (2007) Application of Neural Networks in Radar Target Direction Finding Problems. Phazotron. (3–4) (in Russian).Морозова, Е. О. Нейросетевая обработка сигналов моноимпульсной локации / E. О. Морозова, П. Е. Овчинников, М. Ю. Семенова // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. Серия «Радиофизика». 2013. № 6. С. 62–66.Morozova E. O., Ovchinnikov P. E., Semenova M. Yu. (2013) Neural Network Processing of Monopulse Radar. Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod. Series “Radiophysics”. (6), 62–66 (in Russian).Козлов, С. В. Обработка сигналов малоэлементного моноимпульсного пеленгатора в условиях мощных помех с использованием искусственных нейронных сетей / С. В. Козлов // Доклады БГУИР. 2018. № 5. С. 31–37.Kozlov S. V. (2018) Signal Processing of Little Elements Monopulse Direction Finder in the Conditions of Strong Interference Using Neural Networks. Doklady BGUIR. (5), 31–37 (in Russian).Семенов, Л. М. Алгоритм моноимпульсного измерения углового положения летательного аппарата с помощью искусственной нейронной сети / Л. М. Семенов, Л. Б. Фридман // Ural Radio Engineering Journal. 2023. № 7. С. 291–303. DOI: 10.15826/urej.2023.7.3.004.Semenov L. M., Fridman L. B. (2023) Algorithm for Monopulse Measurement of the Angular Position of an Aircraft Using an Artificial Neural Network. Ural Radio Engineering Journal. (7), 291–303. DOI: 10.15826/urej.2023.7.3.004 (in Russian).Шацкий, Н. В. Нейросетевой метод оценки угловых координат радиолокационных целей в цифровой антенной решетке / Н. В. Шацкий // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2022. Т. 16, № 7. С. 4–13.Shatsky N. V. (2022) Neural Network Method for Estimating the Angular Coordinates of Radar Targets in a Digital Antenna Array. T-Comm: Telecommunications and Transport. 16 (7), 4–13 (in Russian).Ратынский, М. В. Моноимпульсная пеленгация в РЛС с цифровыми ФАР / М. В. Ратынский, В. И. Порсев. М.: Радиотехника, 2019.Ratynsky M. V., Porsev V. I. (ed.) (2019) Monopulse Direction Finding in Radars with Digital Phased Arrays. Moscow, Radio Engineering Publ. (in Russian).Григорьев, Л. Н. Цифровое формирование диаграммы направленности в фазированных антенных решетках / Л. Н. Григорьев. М.: Радиотехника, 2010.Grigoriev L. N. (2010) Digital Beamforming in Phased Antenna Arrays. Moscow, Radio Engineering Publ. (in Russian).Skolnik, M. I. Radar Handbook / M. I. Skolnik; 3rd ed. USA: McGraw-Hill, 2008.Skolnik M. I. (2008) Radar Handbook. USA, McGraw-Hill Publ.Wirth, W. D. Radar Techniques Using Array Antennas / W. D. Wirth; 2nd ed. England: Stevenage, Institution of Engineering and Technology, 2013.Wirth W. D. (2013) Radar Techniques Using Array Antennas. England, Stevenage, Institution of Engineering and Technology Publ.Монзинго, Р. A. Адаптивные антенные решетки: введение в теорию / Р. A. Монзинго, T. У. Миллер. М.: Радио и связь, 1986.Monzingo R. A., Miller T. W. (1986) Adaptive Antenna Arrays: Introduction to Theory. Moscow, Radio i Svyaz Publ. (in Russian).Fenn, A. J. Adaptive Antennas and Phased Arrays for Radar and Communications / A. J. Fenn. USA: Artech House, 2008.Fenn A. J. (2008) Adaptive Antennas and Phased Arrays for Radar and Communications. USA, Artech House Publ.Haykin, S. Adaptive Filter Theory / S. Haykin; 5th ed. UK: Pearson, 2014.Haykin S. (2014) Adaptive Filter Theory. UK, Pearson Publ.Козлов, С. В. Выбор параметров реализации и свойства адаптивных максимально-правдоподобных алгоритмов оценивания угловых координат цели в радиолокационном измерителе с многоканальной приемной системой / С. В. Козлов, Ле Ван Кыонг // Наука и военная безопасность. 2020. № 1. С. 42–46.Kozlov S. V., Le Van Cuong (2020) Selection of Implementation Parameters and Properties of Adaptive Maximum-Likelihood Algorithms for Estimating Target Angular Coordinates in a Radar Measuring Device with a Multi-Channel Receiving System. Science and Military Security. (1), 42–46 (in Russian).Карпухин, В. И. Синтез вариантов структуры радиолокационных измерителей угловых координат с адаптивной пространственной компенсацией помех / В. И. Карпухин, С. В. Козлов, В. И. Сергеев // Антенны. 2010. № 6. С. 71–76.Karpushin V. I., Kozlov S. V., Sergeev V. I. (2010) Synthesis of Variants of the Structure of Radar Angular Coordinate Meters with Adaptive Spatial Interference Compensation. Antennas. (6), 71–76 (in Russian).

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