УДК (621.371.332.3:623.746):51.001.57

Масштабное физическое гидроакустическое моделирование РЛС с синтезированной апертурой малой дальности для БПЛА

 

В. Н. Трофимов

Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем»,

125319, г. Москва, ул. Викторенко, д.7

 

Статья поступила в редакцию 19 сентября 2019 г.

 

Аннотация. Описывается технология масштабного физического гидроакустического моделирования (МФГМ) радиолокационных (РЛ) систем, заключающаяся в физическом моделировании РЛ эхо-сигналов в гидроакустическом бассейне  и их применении для математического или полунатурного моделирования РЛС. Предлагается использование МФГМ при разработке РЛС с синтезированной апертурой (СА)  малой дальности, устанавливаемых на легких БПЛА. Для РЛС данного типа МФГМ позволяет физически моделировать в масштабе не только длину волны РЛС и линейное разрешение, но также дальность и высоту относительно картографируемого участка земной поверхности, траекторию движения антенны РЛС на интервале формирования СА. МФГМ возможно применять как на начальных, так и на заключительных этапах разработки РЛС. Масштабный коэффициент, равный отношению длины волны моделирующего ультразвукового сигнала к длине волны моделируемого РЛ сигнала, может иметь значения  приблизительно от 1:100 для Х-диапазона  до 1:1000 для L-диапазона РЛ длин волн. Приведены характеристики стенда  МФГМ  РЛС с  СА, разработанного в ФГУП «ГосНИИАС» и обеспечивающего моделирование в масштабе 1:100 для Х- диапазона РЛ длин волн. Обосновывается выбор для стенда зондирующих ультразвуковых сигналов типа дискретных частотных последовательностей (ДЧП). Представлены смоделированные на этом стенде РЛ изображения объектов с линейным разрешением 10 см (1мм на ультразвуке). Приводятся размеры гидроакустических бассейнов и требования к ультразвуковым сигналам стендов МФГМ, предназначенных для моделирования РЛС с СА малой дальности. Описываются основные технические проблемы и задачи, которые необходимо решать при разработке РЛС с СА малой дальности для легких БПЛА. Приводятся преимущества использования в РЛС данного типа зондирующих сигналов типа ДЧП.

Ключевые слова: масштабное физическое гидроакустическое моделирование, радиолокационные изображения, РЛС с синтезированной апертурой, легкие БПЛА, ультразвуковые волны.

Abstract. This article describes the technology of scale physical hydroacoustic modeling (SPHM) radar systems. SPHM includes the physical simulation of radar echo signals in hydroacoustic basin and their use in mathematical or hardware-in-the-loop simulation of the radar. It is proposed to use SPHM in the development of synthetic aperture radar (SAR) of short-range, mounted on light UAVs. For radar of this type SPHM allows physical simulation at the scale of not only the wavelength of the radar and linear resolution, but also the distance and height relative to the mapped surface area of the earth, the trajectory of the radar antenna at the time of formation the synthesis of the aperture. SPHM can be used both in the initial and final stages of radar development. The scale factor equal to the ratio of the wavelength of the modeling ultrasonic signal to the wavelength of the simulated radar signal can have values approximately from 1:100 for the X-range to 1:1000 for the L-range of radar wavelengths. The characteristics of the stand SPHM, developed "State Research Institute of Aviation Systems", for modeling  SAR on a scale of 1:100 for the X - range radar are provided. This paper proves the choice of probing ultrasonic signals of the type of discrete frequency sequences (DFS). Radar images of objects with a linear resolution of 10 cm (1 mm on ultrasound) simulated on the stand are presented. The size of the hydroacoustic basins and the requirements to ultrasonic signals for SHPM short range SAR are given. The main technical problems and tasks that should be solved under development of short-range SAR for light UAVs are described. Also, this article shows the advantages of radar probing signals such as DFS for use on radar this type.

Key words: scale physical hydroacoustic modeling, radar images, synthetic aperture radar, light UAVs, ultrasonic waves .

 

Для цитирования:

В.Н.Трофимов. Масштабное физическое гидроакустическое моделирование РЛС с синтезированной апертурой малой дальности для БПЛА. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 9. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/sep19/7/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.9.7