Повышение эффективности обнаружения загоризонтными РЛС с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системы
Для решения задач наблюдения за обстановкой на водной поверхности, примыкающей к приграничным районам суши, используют загоризонтные радиолокационные средства поверхностной волны. Основным достоинством указанных средств является возможность обнаружения надводных объектов за пределами оптического гор...
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center
2021-02-01
|
| Series: | Информатика и автоматизация |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/14666 |
| _version_ | 1797701783551737856 |
|---|---|
| author | Andrey Aleshkin Stanislav Balakirev Valery Nevzorov Pavel Savochkin |
| author_facet | Andrey Aleshkin Stanislav Balakirev Valery Nevzorov Pavel Savochkin |
| author_sort | Andrey Aleshkin |
| collection | DOAJ |
| description | Для решения задач наблюдения за обстановкой на водной поверхности, примыкающей к приграничным районам суши, используют загоризонтные радиолокационные средства поверхностной волны. Основным достоинством указанных средств является возможность обнаружения надводных объектов за пределами оптического горизонта за счет распространения электромагнитной волны вдоль морской поверхности в дифракционной зоне. Однако точностные характеристики подобных наблюдений оказываются крайне низкими в силу малых отношений сигнал/шум отраженного сигнала, которые обусловлены, в свою очередь, широкой диаграммой направленности существующих антенных систем. Это приводит к превалированию в облученной области отражения от фона над радиоэхом лоцируемого объекта. По этой же причине оказываются необнаруживаемыми неподвижные цели, по которым отсутствует доплеровский сдвиг частот в спектре отраженного сигнала. Единственным способом увеличения отношения сигнал/шум является сужение диаграммы направленности (увеличение коэффициента направленного действия антенной системы). Предлагается решение поставленной задачи по пути последовательного накапливания отраженных сигналов и их суммирования по принципу оптимизационного подбора фазовых соотношений для соседних импульсов (синтезируемых апертур), которые соответствуют эвентуальному фронту электромагнитных волн, сфокусированному в направлении гипотетической цели. Решение данной задачи позволит существенно сузить диаграмму направленности антенны, что открывает возможности устранения влияния фона за счет радикального уменьшения площади облучаемой поверхности в процессе фокусировки луча при синтезировании виртуальной апертуры. При этом нет необходимости в изменении конструкции антенных решеток. Выполнено компьютерное моделирование синтезированной антенной решетки и построена ее диаграмма направленности. Проведена количественная оценка степени повышения углового разрешения по сравнению с потенциально возможным, определенным по критерию Релея. Данное обстоятельство поз воляет рассмотреть возможность использования береговых загоризонтных радиолокационных станций поверхностной волны для обнаружения «невидимых» существующими локаторами неподвижных объектов. |
| first_indexed | 2024-03-12T04:41:40Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-2534cae6e8264d91846efb84f0611986 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2713-3192 2713-3206 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-12T04:41:40Z |
| publishDate | 2021-02-01 |
| publisher | Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center |
| record_format | Article |
| series | Информатика и автоматизация |
| spelling | doaj.art-2534cae6e8264d91846efb84f06119862023-09-03T09:38:21ZengRussian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research CenterИнформатика и автоматизация2713-31922713-32062021-02-01201689310.15622/ia.2021.20.1.314666Повышение эффективности обнаружения загоризонтными РЛС с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системыAndrey Aleshkin0Stanislav Balakirev1Valery Nevzorov2Pavel Savochkin3Mozhaisky Military Space AcademyMozhaisky Military Space AcademyMozhaisky Military Space AcademyMozhaisky Military Space AcademyДля решения задач наблюдения за обстановкой на водной поверхности, примыкающей к приграничным районам суши, используют загоризонтные радиолокационные средства поверхностной волны. Основным достоинством указанных средств является возможность обнаружения надводных объектов за пределами оптического горизонта за счет распространения электромагнитной волны вдоль морской поверхности в дифракционной зоне. Однако точностные характеристики подобных наблюдений оказываются крайне низкими в силу малых отношений сигнал/шум отраженного сигнала, которые обусловлены, в свою очередь, широкой диаграммой направленности существующих антенных систем. Это приводит к превалированию в облученной области отражения от фона над радиоэхом лоцируемого объекта. По этой же причине оказываются необнаруживаемыми неподвижные цели, по которым отсутствует доплеровский сдвиг частот в спектре отраженного сигнала. Единственным способом увеличения отношения сигнал/шум является сужение диаграммы направленности (увеличение коэффициента направленного действия антенной системы). Предлагается решение поставленной задачи по пути последовательного накапливания отраженных сигналов и их суммирования по принципу оптимизационного подбора фазовых соотношений для соседних импульсов (синтезируемых апертур), которые соответствуют эвентуальному фронту электромагнитных волн, сфокусированному в направлении гипотетической цели. Решение данной задачи позволит существенно сузить диаграмму направленности антенны, что открывает возможности устранения влияния фона за счет радикального уменьшения площади облучаемой поверхности в процессе фокусировки луча при синтезировании виртуальной апертуры. При этом нет необходимости в изменении конструкции антенных решеток. Выполнено компьютерное моделирование синтезированной антенной решетки и построена ее диаграмма направленности. Проведена количественная оценка степени повышения углового разрешения по сравнению с потенциально возможным, определенным по критерию Релея. Данное обстоятельство поз воляет рассмотреть возможность использования береговых загоризонтных радиолокационных станций поверхностной волны для обнаружения «невидимых» существующими локаторами неподвижных объектов.http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/14666рлс поверхностной волныантенная решеткадиаграмма направленностиамплитудно-фазовое распределениесинтезирование апертуры |
| spellingShingle | Andrey Aleshkin Stanislav Balakirev Valery Nevzorov Pavel Savochkin Повышение эффективности обнаружения загоризонтными РЛС с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системы Информатика и автоматизация рлс поверхностной волны антенная решетка диаграмма направленности амплитудно-фазовое распределение синтезирование апертуры |
| title | Повышение эффективности обнаружения загоризонтными РЛС с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системы |
| title_full | Повышение эффективности обнаружения загоризонтными РЛС с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системы |
| title_fullStr | Повышение эффективности обнаружения загоризонтными РЛС с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системы |
| title_full_unstemmed | Повышение эффективности обнаружения загоризонтными РЛС с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системы |
| title_short | Повышение эффективности обнаружения загоризонтными РЛС с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системы |
| title_sort | повышение эффективности обнаружения загоризонтными рлс с поверхностной волны надводных объектов на основе синтеза апертуры антенной системы |
| topic | рлс поверхностной волны антенная решетка диаграмма направленности амплитудно-фазовое распределение синтезирование апертуры |
| url | http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/14666 |
| work_keys_str_mv | AT andreyaleshkin povyšenieéffektivnostiobnaruženiâzagorizontnymirlsspoverhnostnojvolnynadvodnyhobʺektovnaosnovesintezaaperturyantennojsistemy AT stanislavbalakirev povyšenieéffektivnostiobnaruženiâzagorizontnymirlsspoverhnostnojvolnynadvodnyhobʺektovnaosnovesintezaaperturyantennojsistemy AT valerynevzorov povyšenieéffektivnostiobnaruženiâzagorizontnymirlsspoverhnostnojvolnynadvodnyhobʺektovnaosnovesintezaaperturyantennojsistemy AT pavelsavochkin povyšenieéffektivnostiobnaruženiâzagorizontnymirlsspoverhnostnojvolnynadvodnyhobʺektovnaosnovesintezaaperturyantennojsistemy |