ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2025, № 7 · ИНФОРМАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РАДИОЛОКАЦИИ И ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА

Метод оценивания характеристик эффективной площади рассеяния сложных объектов на основе сочетания компьютерного моделирования и экспериментальных данных

С.А. Климов1, А.В. Обысов1, Е.С. Битаев1, А.А. Калачева1

1 Военная ордена Кутузова академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М.Василевского, Смоленск, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2025.7.7 УДК 621.396.96 EDN GOZJSV

Аннотация

Рассмотрен метод оценивания характеристик эффективной площади рассеяния сложных объектов в основу которого положены создание трехмерных моделей объектов и последующее компьютерное электродинамическое моделирование их вторичного излучения. Практическая реализация метода представлена на примере оценивания характеристик эффективной площади рассеяния одного из распространенных типов малоразмерного беспилотного летательного аппарата в S-диапазоне частот. Отличительными особенностями предложенного метода являются: учет диэлектрических свойств материалов объектов при проведении электродинамического моделирования, применение вейвлет-фильтрации при обработке экспериментальных данных с целью повышения отношения сигнала к шуму, а также этап проверки сходимости результатов моделирования, в смысле заданных критериев, с данными контрольных натурных экспериментов. В результате исследований установлено, что для выбранного типа малоразмерного беспилотного летательного аппарата совпадение законов опытных распределений эффективной площади рассеяния по результатам моделирования и контрольных натурных экспериментов произошло в 90 % случаев. Совпадение медианных значений эффективной площади рассеяния было обеспечено с точностью не хуже 3 дБ. Опираясь на теорию подобия и моделирования, предложенный подход позволяет переходить к разработке и созданию серии моделей сложных объектов, обладающих признаками подобия. При этом возможно получение большого объема статистических данных по закономерностям их вторичного излучения без проведения натурных экспериментов, влекущих за собой большие экономические и организационные затраты.

  • метод
  • вторичное излучение радиоволн
  • радиолокационная система
  • эффективная площадь рассеяния
  • беспилотный летательный аппарат
  • компьютерное моделирование
  • закон опытного распределения
  • медианное значение
  • критерий согласия
Abstract (in English)

Method for estimating the characteristics of the effective scattering area of complex objects based on a combination of computer modeling and experimental data

A method for estimating the characteristics of the effective scattering area of complex objects is considered, which is based on the creation of three-dimensional models of objects and subsequent computer modeling of their secondary radiation. The practical implementation of the method is presented on the example of estimating the characteristics of the effective scattering area of one of the common types of small-sized unmanned aerial vehicle in the S-frequency range. The distinctive features of the proposed method are: considering the dielectric properties of object materials during electrodynamic modeling, the use of wavelet filtering in processing experimental data in order to increase the signal-to-noise ratio, as well as the stage of verifying the convergence of modeling results, in the sense of specified criteria, with data from control natural experiments. As a result of the research, it was found that for the selected type of small-sized unmanned aerial vehicle, the laws of experimental distributions of the effective scattering area according to the results of modeling and control field experiments coincided in 90 % of cases. The median values of the effective scattering area matched with an accuracy of at least 3 dB. Based on the theory of similarity and modeling, the proposed approach allows us to proceed to the development and creation of a series of models of complex objects with signs of similarity. At the same time, it is possible to obtain a large amount of statistical data on the patterns of their secondary radiation without conducting field experiments, which entail large economic and organizational costs.

Для цитирования

Климов С.А., Обысов А.В., Битаев Е.С., Калачева А.А. Метод оценивания характеристик эффективной площади рассеяния сложных объектов на основе сочетания компьютерного моделирования и экспериментальных данных // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.7.7

Литература

  1. Ширман Я.Д. и др. Радиолокационное распознавание и методы математического моделирования // Научно-технические серии. М.: ИПРЖР. - 2000.
  2. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. / Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Радиотехника, 2007. - 512 с.
  3. Майзельс Е.Н., Тoргoванoв В.А. Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей / Под. Ред. М.А. Колосова. М.: Сoв. радиo, 1972. - 232 с.
  4. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М.: Сов. радио. - 1975 - 248 с.
  5. Сколник М.И. Справочник по радиолокации: в 2 т.; пер. с англ. / под ред. B.C. Вербы. Москва: Техносфера. - 2014.
  6. Антипов С.А., Володько А.В., Ищенко Е.А. и др. Исследование влияния диэлектрической проницаемости материала на ЭПР // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2020. - Т. 16. - № 5. - С. 98-101.
  7. Борзов А.Б., Быстров Р.П., Соколов А.В. Анализ радиолокационных характеристик объектов сложной пространственной конфигурации // Журнал радиоэлектроники. - 1998. - № 1.
  8. Парнес М. Расчет эффективной поверхности рассеяния малых объектов // СВЧ электроника. - 2017. - № 2. - С. 22-24.
  9. Разиньков С.Н., Борисов Д.Н., Богословский А.В. и др. Оценка эффективной площади рассеяния беспилотного летательного аппарата // Вестник РГРТУ. - 2022. - № 80. - С. 32-45.
  10. Варламов Р.Г. Справочник конструктора РЭА: Общие принципы конструирования / Под ред. Р.Г. Варламова. М.: Сов. радио. - 1980. - 480 с.
  11. Львова Л.А. Радиолокационная заметность летательных аппаратов. Снежинск: РФЯЦ ВНИИТФ. - 2003. - 232 с.
  12. Смоленцев Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB. М.: ДМК Пресс. - 2005. - 304 с.
  13. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех. М.: Радио и связь. - 1981. - 416 с.