УДК 621.396

ФоКУСИРОВКА инверсно-синтезируемых ДВУМЕРНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ИзОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ При измерениях в условиях открытых полигонов

 

С. И. Моряков, С. М. Нестеров, И. А. Скородумов

Научно-исследовательской институт ВВКО Минобороны России

 

Статья поступила в редакцию 13 мая 2016 г., после доработки – 30 мая 2016 г.

 

Аннотация. Современные широкополосные радиолокационные системы и средства, использующие эффективные методы цифровой обработки сигналов, позволяют формировать двумерные радиолокационные изображения (РЛИ) наблюдаемых объектов, обеспечивая новое качество радиолокационной информации для решения задач селекции, идентификации и дефектоскопии объектов. Разработка и совершенствование таких систем неразрывно связаны с теоретическими и экспериментальными исследованиями в данной области. Важное практическое значение при этом имеет экспериментальное синтезирование радиолокационных изображений натурных образцов или их масштабных моделей с небольшим коэффициентом масштабирования, которое, в силу больших размеров и веса таких объектов, проводится на полигонах открытого типа, оборудованных необходимыми механизмами подъёма и вращения крупногабаритных объектов, а также обеспечивающих необходимую дальность до них. Динамические нагрузки во время проведения измерений на открытом полигоне с гибкой системой подвеса объектов являются причиной перемещения объекта в измерительном поле и, соответственно, дополнительных фазовых набегов в принимаемом измерительной аппаратурой сигнале. Это приводит к расфокусировке и искажениям получаемых изображений как по метрике, так и по интенсивности элементов разрешения. В работе предложены алгоритмы оценки смещения по дальности оси вращения объекта измерений, закрепленного на гибкой системе подвеса в условиях открытого полигона. Алгоритмы основаны на математической обработке данных о координатах закреплённых на объекте маркеров, измеряемых оптической системой координатной привязки, и обеспечивают компенсацию дополнительных фазовых набегов в широких угловых секторах синтезирования. Оценка качества фокусируемых изображений объектов проверена путем корреляционной обработки экспериментальных РЛИ металлических сфер с РЛИ тех же объектов, рассчитанных строгим методом собственных функций. Показано, что полученные результаты обеспечивают формирование сфокусированных РЛИ объектов в широких угловых секторах синтезирования по результатам измерений в условиях открытых полигонов с гибкой системой подвеса объектов.

Ключевые слова: инверсное синтезирование апертуры, радиолокационные изображения, корреляционная обработка.

Abstract. Modern wideband radar systems and tools with digital signal processing and inverse synthetic aperture radar imaging capabilities provide a new quality of radar information to solve identification and flaw detection problem. Development and improvement of these systems are inseparably linked with theoretical and experimental research in this area. The experimental inverse synthetic aperture radar imaging of full-scale objects and scale model of the object on outdoor measurements facilities with mount and rotating system, which provides the necessary range and load-carrying capacity, is of great practical importance. The dynamics load during measurements on outdoor facility with flexible mount system leads to the displacement of the object and respectively to phase errors in receiving signal. As a result, wide-angle inverse synthetic aperture radar images are defocused, distorted and blurred. In the paper algorithms of object axis of rotation distance offset estimation in outdoor measurements facility with flexible mount system are proposed. Algorithms are based on marker coordinate data processing and provide phase shifts compensation needed to focus wide-angle inverse synthetic aperture radar images. We propose solutions of various locations of markers on the object to create well-focused inverse synthetic aperture radar images. The assessment of quality of focused inverse synthetic aperture radar images is conducted by cross-correlation with eigenfunction analytical solution of calibration object. In the paper it is shown that results provide well focused wide-angle inverse synthetic aperture radar imaging on outdoor measurements facility with flexible mount system. Focused inverse synthetic aperture radar images are nessesary for development and improvement of modern wideband radar systems with digital signal capabilities.

Key words: inverse synthetic aperture, radar images, radar cross section, correlation processing.