ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2021. № 3
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.3.12
УДК 621.396.96
Моделирование дальностно-доплеровских портретов мультикоптеров, формируемых РЛС с непрерывным частотно-модулированным излучением
И. Ф. Купряшкин1, Н. В. Соколик2
1 ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, д. 54 а
2 Войсковая часть 55060, 119160, Москва, ул. Знаменка, 19
Статья поступила в редакцию 1 марта 2021 г.
Аннотация. В настоящей работе предложен подход к моделированию дальностно-доплеровского портрета мультикоптера, формируемого в РЛС с непрерывным широкополосным зондирующим сигналом. Особенностью подхода является учет ракурса наблюдения, пространственной ориентации и текущего угла поворота каждого из пропеллеров мультикоптера, на основе широкодиапазонных всеракурсных оценок их комплексных коэффициентов отражения на горизонтальной и вертикальной поляризации, формируемых с использованием САПР СВЧ-устройств. Приведены результаты моделирования дальностно-доплеровского портрета системы пропеллеров мультикоптера DJI Phantom 4, основанные на реальной записи параметров его полета, зарегистрированной бортовым автопилотом. С использованием разработанной модели установлено, что особенностью дальностно-доплеровских портретов, формируемых в широкополосных РЛС с непрерывным излучением, является смещение частотных составляющих не только по координате доплеровской частоты, но и по координате наклонной дальности.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, моделирование поля рассеяния, эффективная поверхность рассеяния, спектр доплеровских частот, непрерывное частотно-модулированное излучение.
Abstract. The paper presents an approach to modeling of a range-Doppler image of a multicopter, formed in a radar with a wide-band continuous signal. A feature of the approach is taking into account the observation angle, spatial orientation and the current angle of rotation of each of the multicopter propellers, based on wide-band all-angle estimates of their complex-valued reflection coefficients on horizontally and vertically polarized signals, formed using the microwave devices CAE system. The results of simulation of the range-Doppler image of the DJI Phantom 4 multicopter propeller system based on the actual recording of its flight parameters loggeded with the onboard autopilot are presented. Using the proposed model it was defined that the feature of range-Doppler images formed with wide-band continuous radar is the components frequency shifting not only on the Doppler frequency coordinate, but the slant detection range coordinate too.
Key words: unmanned aerial vehicle, scattering field simulation, radar cross-section, Doppler spectrum, frequency-modulated continuous signal.
Литература
1. Patel J. S., Fioranelli F., Anderson D. Review of radar classification and RCS characterisation techniques for small UAVs or drones. IET Radar, Sonar and Navigation. 2018. Vol.12. No.9. P.911–919.
2. Купряшкин И.Ф., Лихачев В.П., Рязанцев Л.Б. Малогабаритные многофункциональные РЛС с непрерывным частотно-модулированным излучением. Москва, Радиотехника. 2020. 288 с.
3. Zaugg E.C., Edwards M.C., Margulis A. The SlimSAR: A Small, Multi-Frequency, Synthetic Aperture Radar for UAS Operation. 9th IEEE International Radar Conference. 2010. P. 277-282.
4. Duersch M.I. BYU MICRO-SAR: A Very Small, Low-Power LFM-CW SAR. A thesis submitted to the faculty of Brigham Young University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science, 2004.
5. Богомолов А.В., Купряшкин И.Ф., Лихачев В.П., Рязанцев Л.Б. Малогабаритная двухдиапазонная РСА для беспилотного авиационного комплекса. Труды XXIX Всероссийского симпозиума «Радиолокационное исследование природных сред». СПб., ВКА имени А.Ф.Можайского. 2015. Вып. 11. С. 235-240.
6. Купряшкин И.Ф., Лихачев В.П., Митрофанов Д.Г., Рязанцев Л.Б., Растрыгин Ю.В. Многофункциональный малогабаритный беспилотный авиационный комплекс «Флибустьер». Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2018. №4 (104). С.102-110.
7. Банков С.Е., Курушин А.А. Расчет излучаемых структур с помощью FEKO. Москва, ЗАО НПП «РОДНИК». 2008. 246 с.
8. Ахияров В.В. Решение задач дифракции с использованием САПР СВЧ-устройств. III Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь». Москва, ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН. 2009. C.1022-1026.
9. Alves M.A., Martins I.M., Miacci M.A.S., Rezende M.C. RCS of Simple and Complex Targets in the C-Band: A Comparison between Anechoic Chamber Measurements and Simulations. PIERS Online. 2008. Vol.4. No.7.
10. Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка. Москва, Воениздат. 2001. 456 с.
Для цитирования:
Купряшкин И.Ф., Соколик Н.В. Моделирование дальностно-доплеровских портретов мультикоптеров, формируемых РЛС с непрерывным частотно-модулированным излучением. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.3.12