Радиостроение. 2017; : 1-13
Экспериментальные исследования по оценке разрешающей способности радиолокационных датчиков из состава многопозиционного радиолокационного комплекса обзора лётного поля
https://doi.org/10.24108/rdeng.0617.0000117Аннотация
Одной из важнейших характеристик радиолокационных систем и комплексов является разрешающая способность. В многопозиционных радиолокационных комплексах обзора летного поля (МП РЛК ОЛП) разрешающая способность зависит от свойств радиолокационных датчиков (РЛД), их размещения и методов совместной обработки радиолокационной информации.
Предметом экспериментальных исследований являлась разрешающая способность РЛД кругового обзора Х – диапазона типа «MRS-1000» из состава МП РЛК ОЛП. РЛД размещались на летном поле аэродрома. Размер строба дальности составляет 0,79 м, ширина диаграммы направленности по азимуту – 10. По ширине диаграммы направленности «MRS-1000» не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к специализированным радиолокационным станциям обзора летного поля (РЛС ОЛП), составляющим не более 0,40.
Цель экспериментальных исследований заключалась в оценке разрешающей способности РЛД на площади маневрирования аэродрома с искусственным покрытием и обосновании исходных данных для последующего анализа характеристик МП РЛК ОЛП.
Изложена общая методика проведения экспериментальных исследований с использованием РЛД и пары эталонных уголковых отражателей (ЭУО) с эффективной площадью рассеяния 1 м2, предусматривающая запись радиолокационных сигналов с выхода РЛД и их последующую обработку.
Оценка разрешающей способности по дальности и азимуту осуществлялась путем аппроксимации амплитуд записанных сигналов с выхода РЛД в последовательности стробов дальности и азимутальных отсчетов гауссовой функцией по методу наименьших квадратов.
Представлены результаты детальной оценки разрешающей способности: по дальности 1,5 … 2 м, по азимуту 1 … 1,50.
Актуальность полученных результатов обусловлена необходимостью прогноза системных характеристик МП РЛК ОЛП, включающих в свой состав относительно простых и дешевых РЛД с характеристиками ниже требований, предъявляемых к специализированным РЛС ОЛП.
Список литературы
1. Васильев О.В., Захаров М.С., Кальной М.Д., Козлов В.Н., Савельев А.Н. Многопозиционный радиолокационный комплекс обзора лётного поля // XXVI Всероссийская науч.-техн. конф. школы-семинара «Передача, прием, обработка и отображение информации о быстропротекающих процессах» (Сочи, 5-10 октября 2015 г.): Сб. тр. М.: Издат. Дом акад. им. Н.Е. Жуковского, 2015. С. 104 - 109.
2. Васильев О.В., Зябкин С.А., Иванов А.С., Кальной М.Д., Пешко А.С., Савельев А.Н., Семенов А.Н. Обоснование приоритетных направлений создания перспективных радиолокационных комплексов обзора летного поля // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2017. Т. 15. № 10. С. 53 - 63.
3. Васильев О.В., Зябкин С.А., Кальной М.Д., Савельев А.Н., Семенов А.Н., Сурков А.С. Многопозиционный радиолокационный комплекс обзора летного поля на базе РЛС кругового обзора MRS-1000 Х-диапазона // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2017. Т.15. № 11. С. 3 - 14.
4. Мележик П.Н., Разсказовский В.Б., Резниченко Н.Г., Зуйков В.А., Андренко С.Д., Сидоренко Ю.Б., Провалов С.А., Варавин А.В., Усов Л.С., Чмиль В.М., Муськин Ю.Н. Полупроводниковый когерентный радиолокатор для контроля наземного движения в аэропортах // Наука и инновации. 2008. Т.4. № 3. С. 5 – 13. DOI: 10.15407/scin4.03.005
5. Скосырев В.Н., Cлукин Г.П., Усачев В.А., Ананенков А.Е., Коновальцев А.В., Нуждин В.М., Соколов П.В. Многофункциональный аэродромный радиолокатор по технологии сверхкороткоимпульсной радиолокации // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2007. № 4. С. 120 – 122.
6. Ananenkov A.E., Konoval’tsev A.V., Nuzhdin V.M., Rastorguev V.V., Skosyrev V.N. Multi-functional aerodrome control radar by USPR technology // 29th Congress of the Intern. Council of the Aeronautical Sciences: ICAS 2014 (St. Petersburg, Russia, 7-12 September, 2014): Proc. Vol. 5. Red Hook: Curran Associates Inc., 2014. Pp. 3867-3873.
7. Федоров И.Б., Слукин Г.П., Нефедов С.И., Скосырев В.Н., Ананенков А.Е., Нуждин В.М. Многофункциональная РЛС малой дальности для удалённой диспетчеризации региональных аэропортов // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана: Электрон. журн. 2014. № 12. С. 633–644. DOI: 10.7463/1214.0751276
8. Dotsenko V.V., Nosov D.M., Osipov M.V., Rotkin M.E., Surkov A.S., Khlusov V.A. Close range coverage ship radar with distance high resolution // 20th intern. Crimean conf. «Microwave & Telecommunication Technology»: CriMiCo 2010 (Sevastopol, Ukraine, September 13-17, 2010): Proc. Vol. 2. N.Y.: IEEE, 2010. Pp. 1253-1254.
9. Доценко В.В., Осипов М.В., Хлусов В.А. Повышение энергетического потенциала РЛС с непрерывным ЛЧМ-сигналом // Доклады Томского гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР). 2011. № 1(23). С. 29 – 33.
10. Разин А.А., Титов А.Н. О возможности получения высокого разрешения РЛС по дальности при узкополосном приемном тракте // XX междунар. науч.-техн. конф. «Радиолокация, навигация и связь»: RLNC-2014 (Воронеж, 15-17 апреля 2014): Сб. трудов. Т. 3. Воронеж, 2014. С. 1441-1447.
11. Кошуринов Е.И., Смородин Ю.В. О возможности создания радиолокатора с АФАР и непрерывным зондирующим сигналом // XVIII науч.-техн. конф. ОАО НИИприборостроения им. В.В. Тихомирова (г. Жуковский, 2005): Сб. докл. С. 150-164.
12. Бартон Д., Вард Г. Справочник по радиолокационным измерениям: пер. с англ. / Под ред. М.М. Вейсбейна. М.: Советское радио, 1976. 392 с. [Barton D.K., Ward H.R. Handbook of radar measurement. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1969. 426 p.].
13. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: учебник. 7-е изд. М.: Высшая школа, 2001. 575 с.
Radio Engineering. 2017; : 1-13
Analysing the Experimental Data on Radar Sensor Resolution of Multi-Position Surface Movement Radar Systems
https://doi.org/10.24108/rdeng.0617.0000117Abstract
Space resolution is one of the most important characteristics of radar systems. In multi-position surface movement radar (SMR) systems, resolution depends on the properties of radar sensors, their location and co-processing methods of radar data.
The subject of experimental studies was a range and angular resolution of the X-band surface surveillance radar sensor "MRS-1000" as a part of the multi-position SMR system. The radar sensors were located on the airfield. The size of the range strobe to be analysed was 0.79 m, and the azimuth width was 10. As to the radiation pattern width, the MRS-1000 does not satisfy the specialised SMR system requirements for 0.40 at most.
The analysis objective was to estimate the range and angular resolution of radar sensors across maneuvering area of the artificially covered airfield surface and, using these data, give justification for further analysis of the multi-position SMR system characteristics.
The paper describes a general technique to estimate the range and angular resolution of the radar sensor using a radar sensor and a pair of reference corner reflectors (RCR) with radar cross-section (RCS) of 1 m2 and record the radar sensor output signals and provide their post-processing.
The resolution was estimated by approximating the samples of the recorded signals with a Gaussian function using the least squares method.
The results of range and angular resolution estimates are presented as follows: 1.5 ... 2 m in range, 1 ... 1.50 in azimuth.
The relevance of the outcomes achieved is motivated by the need to conduct further analysis of the multi-position SMR system comprising relatively simple and low-cost radar sensors with characteristics, which are beneath the requirements for specialised SMR radars.
References
1. Vasil'ev O.V., Zakharov M.S., Kal'noi M.D., Kozlov V.N., Savel'ev A.N. Mnogopozitsionnyi radiolokatsionnyi kompleks obzora letnogo polya // XXVI Vserossiiskaya nauch.-tekhn. konf. shkoly-seminara «Peredacha, priem, obrabotka i otobrazhenie informatsii o bystroprotekayushchikh protsessakh» (Sochi, 5-10 oktyabrya 2015 g.): Sb. tr. M.: Izdat. Dom akad. im. N.E. Zhukovskogo, 2015. S. 104 - 109.
2. Vasil'ev O.V., Zyabkin S.A., Ivanov A.S., Kal'noi M.D., Peshko A.S., Savel'ev A.N., Semenov A.N. Obosnovanie prioritetnykh napravlenii sozdaniya perspektivnykh radiolokatsionnykh kompleksov obzora letnogo polya // Informatsionno-izmeritel'nye i upravlyayushchie sistemy. 2017. T. 15. № 10. S. 53 - 63.
3. Vasil'ev O.V., Zyabkin S.A., Kal'noi M.D., Savel'ev A.N., Semenov A.N., Surkov A.S. Mnogopozitsionnyi radiolokatsionnyi kompleks obzora letnogo polya na baze RLS krugovogo obzora MRS-1000 Kh-diapazona // Informatsionno-izmeritel'nye i upravlyayushchie sistemy. 2017. T.15. № 11. S. 3 - 14.
4. Melezhik P.N., Razskazovskii V.B., Reznichenko N.G., Zuikov V.A., Andrenko S.D., Sidorenko Yu.B., Provalov S.A., Varavin A.V., Usov L.S., Chmil' V.M., Mus'kin Yu.N. Poluprovodnikovyi kogerentnyi radiolokator dlya kontrolya nazemnogo dvizheniya v aeroportakh // Nauka i innovatsii. 2008. T.4. № 3. S. 5 – 13. DOI: 10.15407/scin4.03.005
5. Skosyrev V.N., Clukin G.P., Usachev V.A., Ananenkov A.E., Konoval'tsev A.V., Nuzhdin V.M., Sokolov P.V. Mnogofunktsional'nyi aerodromnyi radiolokator po tekhnologii sverkhkorotkoimpul'snoi radiolokatsii // Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. Ser. Priborostroenie. 2007. № 4. S. 120 – 122.
6. Ananenkov A.E., Konoval’tsev A.V., Nuzhdin V.M., Rastorguev V.V., Skosyrev V.N. Multi-functional aerodrome control radar by USPR technology // 29th Congress of the Intern. Council of the Aeronautical Sciences: ICAS 2014 (St. Petersburg, Russia, 7-12 September, 2014): Proc. Vol. 5. Red Hook: Curran Associates Inc., 2014. Pp. 3867-3873.
7. Fedorov I.B., Slukin G.P., Nefedov S.I., Skosyrev V.N., Ananenkov A.E., Nuzhdin V.M. Mnogofunktsional'naya RLS maloi dal'nosti dlya udalennoi dispetcherizatsii regional'nykh aeroportov // Nauka i obrazovanie. MGTU im. N.E. Baumana: Elektron. zhurn. 2014. № 12. S. 633–644. DOI: 10.7463/1214.0751276
8. Dotsenko V.V., Nosov D.M., Osipov M.V., Rotkin M.E., Surkov A.S., Khlusov V.A. Close range coverage ship radar with distance high resolution // 20th intern. Crimean conf. «Microwave & Telecommunication Technology»: CriMiCo 2010 (Sevastopol, Ukraine, September 13-17, 2010): Proc. Vol. 2. N.Y.: IEEE, 2010. Pp. 1253-1254.
9. Dotsenko V.V., Osipov M.V., Khlusov V.A. Povyshenie energeticheskogo potentsiala RLS s nepreryvnym LChM-signalom // Doklady Tomskogo gos. un-ta sistem upravleniya i radioelektroniki (TUSUR). 2011. № 1(23). S. 29 – 33.
10. Razin A.A., Titov A.N. O vozmozhnosti polucheniya vysokogo razresheniya RLS po dal'nosti pri uzkopolosnom priemnom trakte // XX mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. «Radiolokatsiya, navigatsiya i svyaz'»: RLNC-2014 (Voronezh, 15-17 aprelya 2014): Sb. trudov. T. 3. Voronezh, 2014. S. 1441-1447.
11. Koshurinov E.I., Smorodin Yu.V. O vozmozhnosti sozdaniya radiolokatora s AFAR i nepreryvnym zondiruyushchim signalom // XVIII nauch.-tekhn. konf. OAO NIIpriborostroeniya im. V.V. Tikhomirova (g. Zhukovskii, 2005): Sb. dokl. S. 150-164.
12. Barton D., Vard G. Spravochnik po radiolokatsionnym izmereniyam: per. s angl. / Pod red. M.M. Veisbeina. M.: Sovetskoe radio, 1976. 392 s. [Barton D.K., Ward H.R. Handbook of radar measurement. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1969. 426 p.].
13. Venttsel' E.S. Teoriya veroyatnostei: uchebnik. 7-e izd. M.: Vysshaya shkola, 2001. 575 s.
