РАСПОЗНАВАНИЕ ВИНТОМОТОРНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В ПАССИВНОЙ БИСТАТИЧЕСКОЙ РЛС
Аннотация
Пассивные бистатические радиолокационные станции (ПБРЛС) в настоящее время позволяют осуществлять обнаружение, определение координат и сопровождение движущихся объектов. Для обеспечения возможности интеграции ПБРЛС в системы управления воздушным движением необходимо решить задачу распознавания воздушных объектов, в частности винтомоторных летательных аппаратов (ЛА). Это позволит увеличить степень обеспечения безопасности полетов авиации. Для решения задачи распознавания проведен анализ эхосигналов от винтомоторных ЛА – таких, как вертолет и винтовой самолет. Сформулированы информативные признаки, которые могут быть использованы при распознавании винтомоторных ЛА в ПБРЛС. Предложен метод распознавания винтомоторных ЛА, который основан на извлечении модуляционных составляющих эхосигнала, обусловленных вращающимися частями двигательной установки ЛА, и на оценке параметров их вращения. Разработан алгоритм обработки эхосигналов, позволяющий реализовать предложенный метод распознавания на практике в ПБРЛС. Представлены экспериментальные результаты работы алгоритма обработки на примере реальных сигналов, отраженных от вертолета Ми-8 и винтового самолета Cessna 172. Экспериментальные данные записаны двумя разными ПБРЛС, использующими сигналы цифрового эфирного телевидения стандарта DVB-T2 в качестве радиолокационного подсвета воздушного пространства. Оцененные параметры вращения лопастей винтов винтомоторных ЛА соответствуют фактическим значениям. Такое соответствие позволяет не только распознавать класс, но и в некоторых случаях идентифицировать тип ЛА.
Об авторах
Е. Н. Воробьев
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия
Россия
Воробьев Евгений Николаевич – магистр по программе двойного диплома по направлениям "Инфокоммуникационные технологии и системы связи" и "Communications and Signal Processing" (2014), аспирант кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина), инженер 2-й категории НИИ "Прогноз". Автор более 30 научных работ. Сфера научных интересов – радиолокационное распознавание; цифровая обработка сигналов; пассивная когерентная радиолокация.
ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376
В. И. Веремьев
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия
Россия
Веремьев Владимир Иванович – кандидат технических наук (2000), директор НИИ "Прогноз". Автор более 100 научных работ. Сфера научных интересов – комплексный экологический мониторинг; комплексные вопросы построения радиолокационных систем; многодиапазонные многопозиционные радиолокационные комплексы для мониторинга воздушного пространства и морской поверхности.
ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376
Д. В. Холодняк
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)
Россия
Россия
Холодняк Дмитрий Викторович – доктор технических наук (2016), профессор кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина). Автор более 200 научных работ. Сфера основных научных интересов – применение метаматериалов, высокотемпературных сверхпроводников, технологии LTCC и нефостеровских элементов для создания передовых СВЧ-устройств с улучшенными характеристиками и расширенными функциональными возможностями.
ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376
Список литературы
1. Malanowski M., Kulpa K., Misiurewicz J. PaRaDe – PAssive RAdar DEmonstrator family development at Warsaw University of Technology // Microwaves, Radar and Remote Sensing Symposium, 22–24 Sept. 2008, Kiev, Ukraine. Piscataway: IEEE, 2008, P. 75–78.
2. Passive radar components of ARGUS 3D / H. Kuschel, M. Ummenhofer, P. Lombardo, F. Colone, C. Bongioanni // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 2014. Vol. 29, № 3. P. 15–25.
3. AULOS: finmeccanica family of passive sensors / A. Di Lallo, A. Farina, R. Fulcoli, S. Immediata, M. Sedehi, E. Tilli, L. Timmoneri // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 2016. Vol. 31, № 11. P. 24–29.
4. Пассивная когерентная радиолокация / А. В. Бархатов, В. И. Веремьев, Е. Н. Воробьев, А. А. Коновалов, Д. А. Ковалев, В. М. Кутузов, В. Н. Михайлов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2016. 163 с.
5. Radar detection of helicopters with application of CLEAN method / J. Misiurewicz, K. S. Kulpa, Z. Czekala, T. A. Filipek // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2012. Vol. 48, № 4. P. 3525–3537.
6. Bullard B., Dowdy P. Pulse doppler signature of a rotary-wing aircraft // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 1991. Vol. 6, № 5. P. 28–30.
7. Tikkinen J., Helander E., Visa A. Joint utilization of incoherently and coherently integrated radar signal in helicopter categorization // IEEE Intern. Radar Conf., 9–12 May 2005, Arlington, VA, USA. Piscataway: IEEE, 2005. P. 540–545.
8. Misiurewicz J., Kulpa K., Czekala Z. Аnalysis of recorded helicopter echo. Radar 97 (Conf. Publ. No. 449), 14–16 Oct. 1997, Edinburgh, UK. London: IET, 1997, P. 449–453.
9. Clemente C., Soraghan J. J. Passive bistatic radar for helicopters classification: A Feasibility Study. IEEE Radar Conf., 7–11 May 2012, Atlanta, GA, USA. Piscataway: IEEE, 2012, P. 0946–0949.
10. Analysis of recorded helicopter echo in a passive bistatic radar / M. Baczyk, J. Misiurewicz, D. Gromek, K. Kulpa // European Radar Conf. (EuRAD), 9–11 Oct. 2013, Nuremberg, Germany. Piscataway: IEEE, 2013. P. 243–246.
11. Helicopter detection capability of passive coherent location (PCL) radar / J. Tikkinen, K. Hiltunen, K. Martikainen, M. Isohookana // 9th European Radar Conf., 31 Oct. – 2 Nov. 2012, Amsterdam, Netherlands. Piscataway: IEEE, 2012. P. 138–141.
12. DVB-T2 passive radar developed at Saint Petersburg Electrotechnical University / E. Vorobev, A. Barkhatov, V. Veremyev, V. Kutuzov // 22nd International Microwave and Radar Conference (MIKON), 14–17 May 2018, Poznan, Poland. Piscataway: IEEE, 2018, pp. 204–207.
13. Евдокимова Е. О. Модель сигнала для оценки параметров подвижных объектов на основе анализа доплеровского спектра // Изв. ЮФУ. Технические науки. 2013. Т. 142, № 5. С. 122–128.
14. Бархатов А. В., Козлов А. С. Быстрое вычисление частотно-временной функции в радиолокационной станции на графических процессорах // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2015. № 5. С. 42–47.
15. Kang E. W. Radar system analysis, design, and simulation. Boston: Artech House, 2008. P. 392
16. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов: учеб. пособие. 3-е изд. СПб.: БХВ-Петербург, 2011. 768 с.
При поддержке: При подготовке публикации использовались результаты работ по проекту "Разработка многопозиционного комплекса полуактивной радиолокации и радиомониторинга излучаюших и радиомолчащих объектов" (Соглашение от 21 ноября 2018 г. № 075-11-2018-035) с использованием мер государственной поддержки, предусмотренных постановлением Правительства Российской Федерации от 9 апреля 2010 г. № 218.
Для цитирования:
Воробьев Е.Н., Веремьев В.И., Холодняк Д.В. РАСПОЗНАВАНИЕ ВИНТОМОТОРНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В ПАССИВНОЙ БИСТАТИЧЕСКОЙ РЛС. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2018;(6):75-90. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-6-75-82
For citation:
Vorobev E.N., Veremyev V.I., Kholodnyak D.V. RECOGNITION OF PROPELLER-DRIVEN AIRCRAFT IN A PASSIVE BISTATIC RADAR. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2018;(6):75-90. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-6-75-82
Просмотров: 1502
Послать статью по эл. почте 