Розробка методу оптимізації вимірювання частоти Доплера пачки з врахуванням флуктуацій початкових фаз її радіоімпульсів

The necessity of estimating the decrease in the accuracy of measuring the informative parameters of a radar signal in real conditions of its propagation and reflection has been substantiated. The results of the estimation determine the requirements for optimizing this measurement to achieve the required efficiency. A numerical analysis of the decrease in the accuracy of measuring the Doppler frequency of a coherent packet is presented, depending on the statistical characteristics of fluctuations of the initial phases of its radio pulses. Expressions are given for calculating the fluctuation component of the measurement error of radio pulse packet frequency for various coefficients of interpulse correlation of phase fluctuations. An assessment is made of the possibility of increasing the accuracy of Doppler frequency measurement, which can be ensured by statistical optimization of the algorithm for time-frequency processing of a given radar signal by taking into account its phase fluctuations. The conditions for the multiplicative influence of phase fluctuations of radio pulses of the received packet are substantiated, which determine the efficiency of optimization of Doppler frequency measurement. Based on the results of the study, an optimization method for measuring the Doppler frequency of the packet taking into account fluctuations in the initial phases of its radio pulses is proposed. The accuracy of Doppler frequency measurement under the influence of both the internal noise of the radar receiver and the correlated phase fluctuations of its radio pulses is estimated. The efficiency of optimization of measuring the Doppler frequency of the packet is estimated taking into account fluctuations of the initial phases of its radio pulses by means of computer simulation. It is proved that, under the influence of phase fluctuations, the accuracy of Doppler frequency measurement can be increased due to the performed optimization from 1.86 to 6.29 times. This opens the way to improving the existing algorithms for measuring the higher time range derivatives to improve the quality of tracking complex maneuvering aerodynamic objects. This explains the importance and usefulness of the work for the radar theory.Обоснована необходимость оценки степени снижения точности измерения информативных параметров радиолокационного сигнала в реальных условиях его распространения и отражения. Результаты оценки позволят определить требования для оптимизации такого измерения для обеспечения необходимой эффективности. Изложен численный анализ снижения точности измерения частоты Доплера когерентной пачки в зависимости от статистических характеристик флуктуаций начальных фаз ее радиоимпульсов. Приведены выражения для расчета флуктуационной составляющей погрешности измерения частоты пачки радиоимпульсов для различных коэффициентов межимпульсной корреляции фазовых флуктуаций. Проведена оценка возможности повышения точности измерения частоты Доплера, что может быть обеспечено путем статистической оптимизации алгоритма время-частотной обработки данного радиолокационного сигнала за счет учета его фазовых флуктуаций. Обоснованы условия мультипликативного влияния фазовых флуктуаций радиоимпульсов принятой пачки, которые определяют эффективность оптимизации измерении частоты Доплера. По результатам исследования предложен метод оптимизации измерения частоты Доплера пачки с учетом флуктуаций начальных фаз ее радиоимпульсов. Оценена точность измерения частоты Доплера при наличии влияния как внутреннего шума приемного устройства радиолокатора, так и коррелированных фазовых флуктуаций ее радиоимпульсов. Оценена эффективность оптимизации измерения частоты Доплера пачки с учетом флуктуаций начальных фаз ее радиоимпульсов путем компьютерного моделирования. Доказано, что при воздействии фазовых флуктуаций повышения точности измерения частоты Доплера за счет проведенной оптимизации может составлять от 1.86 до 6.29 раз. Это открывает путь к совершенствованию существующих алгоритмов измерения высших производных дальности по времени для повышения качества сопровождения сложных маневрирующих аэродинамических объектов. Этим обусловлена важность и полезность работы для теории радиолокацииОбґрунтовано необхідність оцінювання ступеня зниження точності вимірювання інформативних параметрів радіолокаційного сигналу в реальних умовах його поширення та відбиття. Результати оцінювання дозволять визначити вимоги для оптимізації такого вимірювання для забезпечення необхідної ефективності. Викладено чисельний аналіз зниження точності вимірювання частоти Доплера когерентної пачки залежно від статистичних характеристик флуктуацій початкових фаз її радіоімпульсів. Наведено вирази для розрахунку флуктуаційної складової похибки вимірювання частоти пачки радіоімпульсів для різних коефіцієнтів міжімпульсної кореляції фазових флуктуацій. Проведено оцінювання можливості підвищення точності вимірювання частоти Доплера, що може бути забезпечено шляхом статистичної оптимізації алгоритму часо-частотної обробки даного радіолокаційного сигналу за рахунок врахування його фазових флуктуацій. Обґрунтовано умови мультиплікативного впливу фазових флуктуацій радіоімпульсів прийнятої пачки, які визначають ефективність оптимізації вимірювання її частоти Доплера. За результатами дослідження запропоновано метод оптимізації вимірювання частоти Доплера пачки з врахуванням флуктуацій початкових фаз її радіоімпульсів. Оцінено точність вимірювання частоти Доплера за наявністю впливу як внутрішнього шуму приймального пристрою радіолокатора так й корельованих фазових флуктуацій її радіоімпульсів. Оцінено ефективність оптимізації вимірювання частоти Доплера пачки з врахуванням флуктуацій початкових фаз її радіоімпульсів шляхом комп’ютерного моделювання. Доведено, що при впливі фазових флуктуацій підвищення точності вимірювання частоти Доплера за рахунок проведеної оптимізації може складати від 1.86 до 6.29 разів. Це відкриває шлях до удосконалення існуючих алгоритмів вимірювання вищих похідних дальності за часом для підвищення якості супроводження складних аеродинамічних об’єктів, що маневрують. Цим зумовлена важливість та корисність роботи для теорії радіолокаці

Development of an Optimization Method for Measuring the Doppler Frequency of A Packet Taking Into Account the Fluctuations of the Initial Phases of Its Radio Pulses

The necessity of estimating the decrease in the accuracy of measuring the informative parameters of a radar signal in real conditions of its propagation and reflection has been substantiated. The results of the estimation determine the requirements for optimizing this measurement to achieve the required efficiency. A numerical analysis of the decrease in the accuracy of measuring the Doppler frequency of a coherent packet is presented, depending on the statistical characteristics of fluctuations of the initial phases of its radio pulses. Expressions are given for calculating the fluctuation component of the measurement error of radio pulse packet frequency for various coefficients of interpulse correlation of phase fluctuations. An assessment is made of the possibility of increasing the accuracy of Doppler frequency measurement, which can be ensured by statistical optimization of the algorithm for time-frequency processing of a given radar signal by taking into account its phase fluctuations. The conditions for the multiplicative influence of phase fluctuations of radio pulses of the received packet are substantiated, which determine the efficiency of optimization of Doppler frequency measurement. Based on the results of the study, an optimization method for measuring the Doppler frequency of the packet taking into account fluctuations in the initial phases of its radio pulses is proposed. The accuracy of Doppler frequency measurement under the influence of both the internal noise of the radar receiver and the correlated phase fluctuations of its radio pulses is estimated. The efficiency of optimization of measuring the Doppler frequency of the packet is estimated taking into account fluctuations of the initial phases of its radio pulses by means of computer simulation. It is proved that, under the influence of phase fluctuations, the accuracy of Doppler frequency measurement can be increased due to the performed optimization from 1.86 to 6.29 times. This opens the way to improving the existing algorithms for measuring the higher time range derivatives to improve the quality of tracking complex maneuvering aerodynamic objects. This explains the importance and usefulness of the work for the radar theory

AUTOtech.agil: architecture and technologies for orchestrating automotive agility

Future mobility will be electrified, connected and automated. This opens completely new possibilities for mobility concepts that have the chance to improve not only the quality of life but also road safety for everyone. To achieve this, a transformation of the transportation system as we know it today is necessary. The UNICARagil project, which ran from 2018 to 2023, has produced architectures for driverless vehicles that were demonstrated in four full-scale automated vehicle prototypes for different applications. The AUTOtech.agil project builds upon these results and extends the system boundaries from the vehicles to include the whole intelligent transport system (ITS) comprising, e.g., roadside units, coordinating instances and cloud backends. The consortium was extended mainly by industry partners, including OEMs and tier 1 suppliers with the goal to synchronize the concepts developed in the university-driven UNICARagil project with the automotive industry. Three significant use cases of future mobility motivate the consortium to develop a vision for a Cooperative Intelligent Transport System (C-ITS), in which entities are highly connected and continually learning. The proposed software ecosystem is the foundation for the complex software engineering task that is required to realize such a system. Embedded in this ecosystem, a modular kit of robust service-oriented modules along the effect chain of vehicle automation as well as cooperative and collective functions are developed. The modules shall be deployed in a service-oriented E/E platform. In AUTOtech.agil, standardized interfaces and development tools for such platforms are developed. Additionally, the project focuses on continuous uncertainty consideration expressed as quality vectors. A consistent safety and security concept shall pave the way for the homologation of the researched ITS