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
2012, № 1 · RADIO ENGINEERING

Концептуальное проектирование радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны (РСА) на воздушном носителе "из первых принципов"

A.E. Rassadin1

1 НРО НТОРЭС им. А. С. Попова
Full text (PDF) EDN OXTCLP

Abstract

In this paper methodology of conceptual design of airborne radar with synthetic aperture antenna (SAR) in the framework of mathematical technology paradigm is under investigation, moreover main attention is paid to physical but not phenomenological models. Performance criterions of design for SAR as a whole system and for its subsystems have been introduced. Approximation of specific effective dispersion section matrix on remote sensing data by means of two-dimensional atomic interpolants, two-dimensional atomic Kravchenko wavelets and two-dimensional generalized Kotelnikov theorem with vector-parametric atomic functions is considered. On the basis of the theory of growing interfaces and the classical problem on diffraction of plane electromagnetic wave by wedge exactly solved models of electrodynamic properties of surfaces in cold regions of the Earth are constructed.

  • conceptual design
  • system analysis
  • mathematical technology
  • performance criterion
  • physical theory of diffraction
  • atomic functions
  • radar image
  • method of characteristics
  • specific effective dispersion section
Аннотация (на русском)

Концептуальное проектирование радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны (РСА) на воздушном носителе "из первых принципов"

В работе обсуждается методология концептуального критерии качества проектирования - и для РСА как системы в целом, и для проектирования РСА на воздушном носителе в рамках парадигмы математической технологии, причём акцент делается на физических, а не на феноменологических моделях. Введены её подсистемы. Рассмотрено приближение матрицы УЭПР по данным дистанционного зондирования с помощью двумерных атомарных интерполянтов, двумерных атомарных вейвлетов Кравченко и двумерной обобщённой теоремы Котельникова с векторно-параметрическими атомарными функциями. С помощью теории роста поверхностей и классической задачи о дифракции плоской электромагнитной волны на клине построены точно решаемые модели электродинамических свойств подстилающих поверхностей в холодных регионах нашей планеты.

For citation

Rassadin A.E. Концептуальное проектирование радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны (РСА) на воздушном носителе "из первых принципов" // Journal of Radio Electronics. – 2012. – No. 1.

References

  1. Форрестер Д. Мировая динамика. - М.: АСТ, 2003. - 384 стр.
  2. Моисеев Н. Н., Александров В. В., Тарко А. М. Человек и биосфера. Опыт системного анализа и эксперименты с моделями. - М.: Наука, 1985. - 271 стр.
  3. Крапивин В. Ф., Свирежев Ю. М., Тарко А. М. Математическое моделирование глобальных биосферных процессов. - М.: Наука, 1982. - 278 стр.
  4. Пархоменко В. П. Моделирование и прогнозирование глобальных климатических и биосферных процессов // Труды IV Всероссийской научной конференции "Математическое моделирование развивающейся экономики, экологии и биотехнологий" ЭКОМОД-2009. - Киров: 2009. C. 277 - 295.
  5. Дао Минь Нгок, Пархоменко В. П. Численные эксперименты по определению влияния антропогенных и естественных факторов на климат // Труды VI Всероссийской научной конференции "Математическое моделирование развивающейся экономики, экологии и биотехнологий" ЭКОМОД-2011. - Киров: 2011. C. 279 - 291.
  6. Моисеев Н. Н. Биота как регулятор и проблема sustainability // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1994. Т. 34. Т 4. С. 533 - 544.
  7. Крапивин В. Ф. Проблемы мониторинга. - М.: Знание, 1991. - 64 стр.
  8. Аэрокосмический радиолокационный мониторинг Земли / Под ред. А. И. Канащенкова. - М.: Радиотехника, 2006. - 240 стр.
  9. В. А. Меньшиков, С. В. Пушкарский и др. Система организации и технического обеспечения контроля природных и техногенных процессов и оперативного оповещения об их опасных проявлениях с использованием космических средств как актуальный объект внедрения экспертных систем // Интеллектуальные системы: Труды Девятого международного симпозиума / Под ред. К. А. Пупкова. - М.: РУСАКИ, 2010. С. 393 - 398.
  10. Берталанфи Л. фон. История и статус общей теории систем. В кн.: Системные исследования. Методологические проблемы. Ежегодник. - М.: «Наука», 1973. С. 20 - 37.
  11. Никаноров С. П. Системный анализ: этап развития методологии решения проблем в США // В кн.: Оптнер С. Л. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. - М.: Советское радио, 1969. - 216 стр. С. 24 -25.
  12. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах. Пер. с англ. - М.: Сов. радио, 1974. - 272 стр.
  13. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. - М.: Мир, 1973. - 344 стр.
  14. Надеев А.Т. Основы системного анализа. - Н. Новгород: ВВКЦ, 1993. - 134 стр.
  15. Надеев А.Т. Задачи и упражнения по основам системного анализа. - Н. Новгород: ВВКЦ, 1992. - 68 стр.
  16. Анохин П. К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем. - М.: Наука, 1973. - 61 стр.
  17. Никаноров С. П., Никитина Н. К., Теслинов А. Г. Введение в концептуальное проектирование АСУ: анализ и синтез структур. - М.: Изд-во РВСН, 1995. - 234 стр.
  18. Витгенштейн Л. Логико-философский трактат. - М.: Наука, 2009. - 133 стр.
  19. Витгенштейн Л. Философские исследования // Новое в зарубежной лингвистике. Вып. XVI. - М., 1985. С. 79 - 128.
  20. Никаноров С. П. Метод концептуального проектирования систем организационного управления и его применение // Социология: 4М. 1996. N 7. C. 29 -52.
  21. Дабагов А. Р. Информатизация здравоохранения и некоторые проблемы построения интегрированных медицинских информационных систем // Журнал радиоэлектроники. 2011. N 9. - Электронная публикация на сайте: http://jre.cplire.ru/. 57 стр.
  22. Панченков А. Н., Любимов В. И. Концептуальное проектирование судов: идеология, основания и виртуальная среда. - Электронная публикация на сайте www.entropyworld.narod.ru <http://www.entropyworld.narod.ru/>. 2010. 15 стр.
  23. Товарный знак РФ N 376494 от 08.04.2009. Правообладатель: ООО «ЭРИ». Абсолютная валюта (Absolute value money). (Приоритет от 03.07.2007 г.).
  24. Миленин А. В., Рассадин А. Э. Проект «Абсолютная валюта»: грид-система автоматических торгов на валютном рынке ФОРЕКС // Труды V Всероссийской научной конференции "Математическое моделирование развивающейся экономики, экологии и биотехнологий" ЭКОМОД-2010. - Киров: 2010. C. 98 - 103.
  25. Воеводин В. В., Воеводин Вл. В. Параллельные вычисления. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 608 стр.
  26. Миленин А. В., Миленин Ю. В., Рассадин А. Э. Математические модели макроэкономики для проекта «Абсолютная валюта» // Труды VI Всероссийской научной конференции "Математическое моделирование развивающейся экономики, экологии и биотехнологий" ЭКОМОД-2011. - Киров: 2011. C. 261 - 268.
  27. Пупков К. А., Коньков В. Г. Интеллектуальные системы. - M.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 348 стр.
  28. Белоцерковский С. М., Толстов Е. Ф. Системный подход к исследованиям РЛС с синтезированной апертурой антенны // Радиотехника, 1982. Т. 37. N 6. С. 49 - 52.
  29. Волосюк В. К., Кравченко В. Ф. Статистическая теория радиотехнических систем дистанционного зондирования и радиолокации / Под ред. В. Ф. Кравченко. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 704 стр.
  30. Рассадин А. Э. Аппарат атомарных функций и R-функций как основа математической технологии проектирования РСА на воздушном носителе // Интеллектуальные системы: Труды Девятого международного симпозиума / Под ред. К. А. Пупкова. - М.: РУСАКИ, 2010. - С. 224 - 228.
  31. Рассадин А. Э. Математическая технология в проектировании РЛС с синтезированием апертуры антенны на воздушном носителе // Труды V Всероссийской научной конференции «Математическое моделирование развивающейся экономики, экологии и биотехнологий» ЭКОМОД-2010. - Киров: 2010. С. 118 - 127.
  32. Яненко Н. Н., Каранчук В. И., Коновалов А. Н. Проблемы математической технологии // Численные методы механики сплошной среды. 1977. Т. 8. № 3. С. 129-157.
  33. Панченков А. Н., Орлов Ю. Ф. и др. Математическая технология пакета прикладных программ «Полет». - Новосибирск: Наука, Сиб. отделение, 1983. - 232 стр.
  34. Рассадин А. Э., Семьянова О. А. О методике изучения РСА с помощью СКМ MATLAB // Материалы XVI Межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». - Пушкинские Горы - Москва: Инсвязьиздат, 2008. C. 165-168.
  35. Рассадин А. Э. Потенциальная РСА на базе СКМ MATLAB // Труды XIV научной конференции по радиофизике. - Н. Новгород: Изд-во ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2010. C. 173 - 174.
  36. Татарский В. И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. - М.: Наука, 1967. - 548 стр.
  37. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. Т. 1, 2. - М.: Мир, 1981.
  38. Цифровая обработка сигналов и изображений в радиофизических приложениях / Под ред. В. Ф. Кравченко. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 544 стр.
  39. Рассадин А. Э., Василенко Е. В. и др. Применение биспектрального анализа для исследования отражённого сигнала в РЛС с синтезированием апертуры антенны // Труды XII научной конференции по радиофизике. - Н. Новгород: Изд-во ТАЛАМ, 2008. C. 98-100.
  40. Замятина И. Н., Ирхин В. И., Рассадин А. Э. Влияние траекторных нестабильностей динамичного воздушного носителя РСА на диаграмму направленности ФАР // Материалы Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии ИСТ-2008».- Н.Новгород: Изд-во НГТУ, 2008. С. 22 - 24.
  41. Есипенко В. И., Зельманов С. С. Теория электрической связи. - Н. Новгород, НГТУ, 2009. - 320 стр.
  42. Ирхин В. И., Рассадин А. Э. Модель учёта траекторной нестабильности динамичного воздушного носителя // Вопросы радиоэлектроники, серия РЛТ. 2008. N 3. С. 149-155.
  43. Замятина И. Н., Ирхин В. И., Рассадин А. Э. Рассмотрение эффектов траекторной нестабильности динамичного воздушного носителя в рамках классической механики твёрдого тела. // Радиолокация, навигация, связь: сб. докл. XIV МНТК. - Воронеж, 2008. В 3 т., т.1. С. 1980-1987.
  44. Рассадин А. Э. Непрерывное вейвлет-преобразование в анализе траекторных нестабильностей воздушного носителя РСА // Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы». - М.: Инсвязьиздат, 2009. C. 120-124.
  45. Рассадин А. Э., Василенко Е. В. и др. Эффект искажения РЛИ, обусловленный расходом горючего при полёте динамичного воздушного носителя РСА // Интеллектуальные системы: Труды Восьмого международного симпозиума / Под ред. К. А. Пупкова. - М.: РУСАКИ, 2008. С. 367-370.
  46. Рассадин А. Э. Теоремы комбинаторной геометрии во вторичной обработке изображений // Радиолокация, навигация, связь: сб. докл. XVII Международной научно-технической конференции. - Воронеж, 2011. В 3 т., т.1. С. 145 - 152.
  47. Смоленцев Н. К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в MATLAB. - М.: ДМК Пресс, 2008. - 448 стр.
  48. Оленев Н. Н., Печёнкин Р. В., Чернецов А. М. Параллельное программирование в MATLAB и его приложения. - М.: ВЦ РАН, 2007. - 120 стр.
  49. Автоматизированная система АСОНИКА для проектирования высоконадежных радиоэлектронных средств на принципах CALS-технологий: Том 1. // Под ред. Ю. Н. Кофанова, Н. В. Малютина, А. С. Шалумова. - М.: Энергоатомиздат, 2007. - 368 стр.
  50. Антипов А. В., Григорьев С. Н., Рассадин А. Э. Перспективы развития пакета САПР АСОНИКА // Материалы XV межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения». - Н. Новгород - М.: Типография «Поволжье», 2007. C. 326-328.
  51. Беляев А., Солохина Т., Юдинцев В. Современные устройства цифровой обработки сигналов: вместе или врозь? // ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ. 2009. N 1. С. 28-35.
  52. Воинов Б. С. Информационные технологии и системы: В 2 кн. Книга I. Методология синтеза новых решений. - Н. Новгород: Изд-во ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2001. - 404 стр.
  53. Рассадин А. Э. О комбинированных алгоритмах компенсации траекторных нестабильностей в радиовидении // Цифровая обработка сигналов и ее применение: сб. научных трудов 13-й Международной конференции. - М.: 2011. В 2 т., т.2. С. 47 - 51.
  54. Френкс Л. Теория сигналов: Пер. с англ. / Под ред. Д. Е. Вакмана. - М.: Сов. Радио, 1974. - 344 стр.
  55. Магарил-Ильяев Г. Г., Тихомиров В. М. Выпуклый анализ и его приложения. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 176 стр.
  56. Внотченко С. Л., Достовалов М. Ю. и др. Авиационные мобильные малогабаритные радиолокаторы с синтезированной апертурой семейства "Компакт" (принципы реализации и опыт применения). [Электронный ресурс] // Журнал радиоэлектроники. - 2009. - N10. Режим доступа: <http://jre.cplire.ru/jre/oct09/5/text.pdf>. 16 стр.
  57. Кравченко В. Ф., Кравченко О. В. и др. Атомарные функции и WA-системы функций в современных проблемах радиофизики и техники // Электромагнитные волны и электронные системы. 2011. Т. 16. № 9. С. 7 - 32.
  58. Кравченко В. Ф. Лекции по теории атомарных функций и некоторым их приложениям. - М.: Радиотехника, 2003. - 512 стр.
  59. Кравченко В. Ф., Юрин А. В. Новый класс вейвлет-функций в цифровой обработке сигналов и изображений // Успехи современной радиоэлектроники, 2008. N 5. C. 3 - 123.
  60. Рассадин А. Э. Векторно-параметрические атомарные функции // Радиоэлектронные средства передачи и приёма сигналов и визуализации информации: Материалы Первой Всероссийской конференции. - М.: Изд-во РНТОРЭС им. А. С. Попова, 2011. С. 60 - 62.
  61. Басс Ф. Г., Фукс И. М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. - М.: Наука, 1972. - 424 стр.
  62. Kardar M., Parisi G., Zhang Y. C. Dynamical scaling of growing interfaces // Phys. Rev. Lett. 1986. V. 56. P. 889 - 892.
  63. Гурбатов С. Н., Руденко О. В., Саичев А. И. Волны и структуры в нелинейных средах без дисперсии. Приложения к нелинейной акустике. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 496 стр.
  64. Уфимцев П. Я. Основы физической теории дифракции. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 350 стр.
  65. Габов С. А. Введение в теорию нелинейных волн. - М.: Изд-во МГУ, 1988. - 176 стр.
  66. Дементьева М. Л., Рассадин А. Э. Перспективы применения морфологического метода в синтезе вертолётного комплекса мониторинга для проводки судов в арктических льдах // Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции «Общество, наука, инновации». В 4 т. - Киров: Изд-во ГОУ ВПО «ВятГУ», 2010. Т. 4. С. 58 - 61.
  67. А. С. Бугаев, Ю. В. Гуляев и др. Микро- и наноэлектроника в системах радиолокации. [Электронный ресурс] // Журнал Радиоэлектроники. - библиотека журнала - Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/library/6/index.html
  68. Двоешерстов М. Ю., Рассадин А. Э. и др. Модифицированный метод расчета топологии устройств на поверхностных акустических волнах // Материалы XV межрегиональной научно-технической конференции «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения».- Н. Новгород - М.: Типография «Поволжье», 2007. C. 281-286.
  69. Рассадин А. Э. О некоторых особенностях прохождения СШП-сигналов через цифровые и аналоговые устройства в РСА // Цифровая обработка сигналов и ее применение: сб. научн. трудов 11-й Международной конференции // - М.: 2009. C. 342 -346.
  70. Кондраченко Л. А., Рассадин А. Э., Чистяков А. С. Моделирование процесса нелинейной высокоградиентной диффузии в полупроводниках // Письма в Журнал технической физики. 2005. Т. 31. Вып. 3. C. 27-30.
  71. Дементьева М. Л., Рассадин А. Э. Новые математические методы анализа мирового рынка услуг дистанционного зондирования Земли // Интеллектуальные системы: Труды Девятого международного симпозиума / Под ред. К. А. Пупкова. - М.: РУСАКИ, 2010. С. 697 - 700.
  72. Рассадин А. Э. Траекторные нестабильности космического носителя РСА, обусловленные эффектами общей теории относительности // "T-Comm Telecommunications and Transport" magazine. 2009, август. Спецвыпуск «Технологии информационного общества». Часть III. С. 117-118.
  73. Каевицер В. И., Смольянинов В. М., Смольянинов И. В. Интерферометрическая батиметрия широкополосным гидролокатором бокового обзора // Доклады V Всероссийской научно-технической конференции «Радиолокация и радиосвязь» - М., 2011. С. 366 - 373.
  74. Рассадин А. Э. Точно решаемые модели электродинамических свойств подстилающей поверхности для концептуального проектирования РСА // Доклады V Всероссийской научно-технической конференции «Радиолокация и радиосвязь». - М.: ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН, 2011. С. 332-337.