Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2025, № 10 · RADIO WAVE PROPAGATION

Simulator of target environment over a maritime underlying surface in the ENGEE RTS System

D.A. Balakin1,2, V.Y. Semenov1,3, A.P. Stelmakh4, I.G. Tilki1

1 CETM «Exponenta» LLC, Moscow, Russia
2 National Research University «Moscow Power Engineering Institute» (NRU MPEI), Moscow, Russia
3 Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod (UNN), Nizhnii Novgorod, Russia
4 «RITM» LLC, Moscow, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.10.7 UDC 01.04.03 EDN CRKBSU

Abstract

The article presents the core principles for modeling a target radio wave propagation environment over a maritime underlying surface. The sea surface relief is modeled using the normalized radar cross-section and the Elfouhaily wave spectrum. Radio wave propagation is simulated using a method based on the parabolic wave equation. The simulator accounts for key environmental and propagation factors, including the sea surface topography, the height profiles of surface and elevated ducts, the atmospheric refractive index profile, signal fading under varying sea states, and the target’s trajectory over the sea. The model is implemented using the ENGEE RTS CAD system and is integrated into the RITM semi-physical simulation system.

  • ENGEE RTS
  • simulator
  • RITM semi-physical simulation system
  • sea surface
  • parabolic equation
  • Propagation factor
Аннотация (на русском)

Имитатор фоно-целевой обстановки над морской подстилающей поверхностью в среде ENGEE РТС

В статье излагаются основные принципы построения модели имитатора фоно-целевой обстановки распространения радиоволн над морской подстилающей поверхностью. Рельеф морской поверхности формируется на основе нормированной эффективной площади рассеяния и спектра Эльфохейли. В качестве модели распространения радиоволн выступает метод, основанный на параболическом волновом уравнении. Модель-имитатор учитывает: рельеф морской поверхности, высоты профиля приповерхностного и приподнятого волноводов, профиль показателя преломления воздуха, провалы при различном волнении моря, траекторию движения цели над морем. В качестве инструмента выступает САПР ENGEE РТС. Модель реализована и интегрирована в комплекс полунатурного моделирования РИТМ.

For citation

Balakin D.A., Semenov V.Y., Stelmakh A.P., Tilki I.G. Simulator of target environment over a maritime underlying surface in the ENGEE RTS System // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.10.7

References

  1. Еремка В.Д. Особенности распространения радиоволн над морской поверхностью / В.Д. Еремка, В.А. Кабанов, Ю.Ф. Логвинов, И.М. Мыщенко, В.Б. Разсказовский, А.Н. Роенко. Под редакцией В.Б. Разсказовский. - Севастополь: Вебер, 2013. - 217 с.
  2. Barton D.K. Radar Equations for Modern Radar. - Artech House, 2013 - 448 pp.
  3. Richards M.A., Scheer J.A., Holm W.A. Principles of Modern Radar. - SciTech Publishing, Inc., 2010 - 962 pp
  4. Gregers-Hansen V. and Mittal R. "An Improved Empirical Model for Radar Sea Clutter Reflectivity" NRL/MR/5310-12-9346, Apr. 27, 2012.
  5. Nathanson F.E., Reilly J.P., and Cohen M.N. Radar design principles, 2nd ed. McGraw-Hill, New York, 1991.
  6. Luke Rosenberg and Simon Watts. Radar Sea Clutter Modelling and target detection. Published by SciTech Publishing, an imprint of The Institution of Engineering and Technology, London, United Kingdom, 2022. https://doi.org/10.1049/rsn2.12272
  7. Ward, Keith D., Simon Watts, and Robert J.A. Tough. Sea Clutter: Scattering, the K-Distribution and Radar Performance. IET Radar, Sonar, Navigation and Avionics Series 20. London: Institution of Engineering and Technology, 2006. https://doi.org/10.1049/PBRA020E
  8. Абузяров З.К. Морское волнение и его прогнозирование. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. 162 с.
  9. Bourlier C., Saillard J., Berginc G.Intrinsic Infrared Radiation of the Sea Surface. Progress in Electromagnetics Research. 2000, vol. 27, pp. 185-335. https://doi.org/10.2528/PIER99080103
  10. Elfouhaily T.B., Chapron B., Katsaros K.B., Vandemark D.J. A unified directional spectrum for long and short wind-driven waves // J. Geophys. Res. 1997. Vol.107. P. 15781-15796. https://doi.org/10.1029/97JC00467
  11. Баскаков С.И. Электродинамика и распространения радиоволн: учеб. пособие для вузов по спец. "Радиотехника" / С.И. Баскаков. - М.: Высш. шк., 1992. - 416 с.
  12. Gokhan Apaydin, Levent Sevgi. Radio wave propagation and parabolic equation modeling. The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc, 2007 - 147 p. https://doi.org/10.1002/9781119432166.ch3
  13. Ахияров В.В. Метод параболического уравнения в теории дифракции Журнал "Успехи современной радиоэлектроники" №9 за 2010 г.
  14. Engee - Российская платформа математических вычислений и динамического моделирования. https://start.engee.com
  15. КПМ РИТМ - Разработка аппаратного и программного обеспечения. https://kpm-ritm.ru