Preview

Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника

Расширенный поиск

АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ С НЕПРЕРЫВНЫМ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ В ИНТЕРЕСАХ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОЗАМЕТНЫХ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ, ОЦЕНКИ ИХ ДАЛЬНОСТИ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-1-39-47

Полный текст:

Аннотация

На фоне повсеместного использования беспилотных летательных аппаратов и легкомоторной авиации растет интерес к поиску путей повышения эффективности локализации и определения параметров движения воздушных объектов с малой эффективной площадью рассеяния. В связи с этим закономерно внимание к радиолокационным системам (РЛС) с непрерывным линейно-частотно-модулированным (ЛЧМ) излучением. Использование таких зондирующих сигналов позволяет значительно снизить пиковую мощность РЛС и уменьшить ее массогабаритные и стоимостные характеристики. Статья посвящена исследованию перспективы применения маломощной наземной РЛС с непрерывным ЛЧМ-сигналом в интересах обнаружения, а также определения координат и параметров движения малозаметных воздушных объектов. Предложен алгоритм обработки радиолокационных сигналов, позволяющий упростить процедуру обнаружения таких целей, раскрыта структура и приведено описание этапов алгоритма. В основе рассматриваемого алгоритма лежит методика формирования дальностно-доплеровского портрета зоны обзора с использованием цифровой обработки сигнала. Приведены результаты применения алгоритма в маломощной РЛС С-диапазона, полученные при обработке эхосигналов квадрокоптера, зарегистрированных в ходе натурного эксперимента. Показано успешное решение практической задачи обнаружения и сопровождения малоразмерного воздушного объекта с эффективной площадью рассеяния до 0.5 м2, спектр вторичного излучения которого характеризуется выраженной многомодальностью. Результаты эксперимента подтвердили практическую значимость предлагаемого алгоритма и возможность его реализации при создании мобильных переносных радиолокационных комплексов и постов автоматического обнаружения и сопровождения малозаметных одиночных и групповых целей с выдачей информации на пульт оператора.

Об авторах

И. Ф. Купряшкин
Военный учебно-научный центр "Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина"
Россия
доктор технических наук (2017), доцент (2011) кафедры боевого применения средств РЭБ (с воздушно-космическими системами управления и наводящимся оружием)


Н. В. Соколик
Информационно-технический центр Южного военного округа
Россия
инженер по специальности "Сети связи и системы коммутации" (2001, Новочеркасский военный институт связи), начальник отделения Информационно-технического центра Южного военного округа (г. Ростов-на-Дону)


Список литературы

1. Павлушенко М. И., Евстафьев Г. М., Макаренко И. К. Беспилотные летательные аппараты: история, применение, угроза распространения и перспективы развития // Науч. зап. ПИР-центра: Национальная и глобальная безопасность. 2004. № 2 (26). 612 с.

2. Zaugg E. C., Edwards M. C., Margulis A. The slimsar: a small, multi-frequency, synthetic aperture radar for uas operation // 9th IEEE Intern. Radar Conf. 2010. Washington, DC. 10–14 May 2010, Piscataway: IEEE, 2010. doi: 10.1109/RADAR.2010.5494612

3. Duersch M. I. BYU MICRO-SAR: A very small, lowpower lfm-cw sar: master’s thesis. Brigham Young University. Provo, UT. URL: https://scholarsarchive.byu.edu/cgi /viewcontent.cgi?article=1727&context=etd/ (дата обращения 01.02.2019) doi: 10.1109 /IGARSS.2006.110

4. Zaugg E. C. Theory and application of motion compensation for LFM-CW SAR // IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing. 2008. Vol. GRS-46, № 10. P. 2990–2998.

5. Малогабаритная двухдиапазонная РСА для беспилотного авиационного комплекса / А. В. Богомолов, И. Ф. Купряшкин, В. П. Лихачев, Л. Б. Рязанцев // Тр. XXIX Всерос. симпозиума "Радиолокационное исследование природных сред", Санкт-Петербург, 25–26 марта 2015 г. / ВКА им. А. Ф. Можайского. СПб.: 2015. Вып. 11. С. 235–240.

6. A system for measurement of electromagnetic wave scattered by small UAVs / A. V., Khristenko, M. O. Konovalenko, M. E. Rovkin, V. A. Khlusov, A. V. Marchenko, A. A. Sutulin, N. D. Malyutin // 2017 Intern. Siberian Conf. on Control and Communications (SIBCON-2017). Astana, Kazakhstan, 29–30 June, 2017. doi: 10.1109 /SIBCON.2017.7998472

7. The radar cross section of small propellers on unmanned aerial vehicles / T. Peto, S. Bilicz, L. Szucs, S. Gyimothy, J. Pavo // EuCAP 2016, Davos, Switzerland, 10–15 April, 2016. doi: 10.1109/EuCAP.2016.7481645

8. Pieraccini M., Miccinesi L., Rojhani N. RCS Measurements and ISAR images of small UAVs // IEEE A&E Systems Magazine. 2017. Vol. 32, iss. 9. P. 28–32. doi: 10.1109/MAES.2017.160167

9. Справочник по радиолокации: в 2 кн. Кн. 1 / под ред. М. И. Сколника; пер. с англ. под общ. ред. В. С. Вербы. М.: Техносфера, 2015. 672 с.

10. Billingsley J. B. Low-angle radar land clutter // Measurements and Empirical Models. Norwich, NY: William Andrew Publishing, 2002. 307 p.

11. Sniekers T. Design of a constant false alarm rate (CFAR) detection scheme: master’s thesis. University of Twenty, August 14, 2015. 117 p. URL: https://utwente.nl /en/eemcs/sacs/teaching/Thesis/sniekers.pdf (дата обращения 01.02.2019)

12. A new detection method based on CFAR and DE for OFPS / Zenzheng Qiu, Tong Zheng, Hongquan Qu, Liping Pang // Photonic Sensors. 2016. Vol. 6, № 3. P. 261–267. doi 10.1007/s13320-016-0342-8

13. Купряшкин И. Ф, Лихачев В. П. Космическая радиолокационная съемка земной поверхности в условиях помех. Воронеж: Научная книга, 2014. 460 с.

14. Кузьмин С. З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию. Киев: Изд-во КВiЦ, 2000. 428 с.

15. Кристаль В. С. Оптимальная обработка радиолокационных сигналов. М.: Новое время, 2014. 208 с.


Для цитирования:


Купряшкин И.Ф., Соколик Н.В. АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ С НЕПРЕРЫВНЫМ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ В ИНТЕРЕСАХ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОЗАМЕТНЫХ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ, ОЦЕНКИ ИХ ДАЛЬНОСТИ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2019;(1):39-55. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-1-39-47

For citation:


Kupryashkin I.F., Sokolik N.V. ALGORITHM OF SIGNAL PROCESSING IN THE RADAR SYSTEM WITH CONTINUOUS FREQUENCY MODULATED RADIATION FOR DETECTION OF SMALL-SIZED AERIAL OBJECTS, ESTIMATION OF THEIR RANGE AND VELOCITY. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2019;(1):39-55. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2019-22-1-39-47

Просмотров: 88


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-8985 (Print)
ISSN 2658-4794 (Online)