Когерентні системи ближньої радіолокації міліметрового діапазону - Автореферат

В останні десятиліття в теорії і техніки радіолокації значна увага приділялась освоєнню міліметрового діапазону, особливо його короткохвильовій частині (КХЧ ММД), що повязано з малими габаритами антенно-фідерних систем, високою точністю вимірювання координат та підвищенням інформативності систем. Крім того, останнім часом значно зріс інтерес до нового класу систем надближньої радіолокації - технологічних РЛС, у тому числі для вимірювання переміщень, вібрацій, наповнення сховищ твердими і рідкими продуктами, для забезпечення безпеки руху, у системах охоронної сигналізації та ін. Однак на момент виконання дисертації, створення когерентних систем у КХЧ ММД було неможливо через відсутність як апаратури, так і даних наукових досліджень у частині впливу умов поширення на когерентні властивості відбитих сигналів, у тому числі: - вплив нестаціонарних флуктуацій випромінюваних сигналів на якість їх когерентного оброблення ; Усикова, де виконувалася дисертація, у тому числі: комплексна наукова програма “Фундаментальні дослідження в області міліметрових і субміліметрових хвиль і використання їхніх результатів у народному господарстві” (затверджено Постановою Президії АН УРСР N304 від 11. 07.1979), координаційний план “Фундаментальні дослідження в області міліметрових і субміліметрових хвиль і використання їхніх результатів у народному господарстві” (затверджено Постановою Бюро Відділення фізики й астрономії АН УРСР, Протокол N2 від 20 січня 1986р., Параграф N30, розділ 2), НДР “Дослідження фундаментальних проблем дифракції і дифракційної електроніки з метою розробки елементної бази і радіосистем міліметрового і субміліметрового діапазонів хвиль”, 1987 р., N ГР 01.84.0053359, НДР “Розвиток нових методів спектральної теорії і порушення багатокомпонентних структур, проведення фізичного експерименту з метою розробки елементної бази і радіосистем міліметрового і субміліметрового діапазонів хвиль”, 1992 р., N ГР 0.188.0078386, НДР “Розвиток нових методів порушення відкритих структур, дослідження процесів генерування, посилення і стабілізації приладів дифракційної електроніки, створення нових радіосистем і елементної бази в міліметровому і субміліметровому діапазонах хвиль”, 1997р., N ГР 0193U042279, НДР “Розвиток нових теоретичних і експериментальних засобів радіоінтроскопії”, N ГР 0198.U001473. Мета дослідження полягає у створенні методів формування й оброблення когерентних сигналів в системах ближньої і надближньої радіолокації КХЧ ММД з урахуванням особливостей при генеруванні, поширенні і розсіюванні випромінювання.Вважаючи, що одним із важливих параметрів когерентної РЛС є точність вимірювання швидкості руху обєктів спостереження, критерієм когерентності обрана точність вимірювання фази відбитого сигналу, або її похідної (допплерівської частоти). Показано, що точність визначається МСФ частотних флуктуацій [1-3], а у випадку, коли значенням її структурної сталої ( - час запізнення відбитого сигналу, - час когерентного накопичення, - параметр спектра частотних флуктуацій). Запропонований критерій узагальнює відомі оцінки когерентності на випадок нестаціонарних флуктуацій частоти, зокрема технічні флуктуації у вигляді флікерного шуму, які характерні для генераторів у КХЧ ММД. Для експериментальних досліджень МСФ флуктуацій частоти існуючих генераторів НВЧ (ГДВ, лампа зворотної хвилі (ЛЗХ) та генератор на лавинно-пролітному діоді) було розроблено методику і створено вимірювальні стенди [1-3], які забезпечують дослідження у діапазонах 2 мм, 4 мм і 8 мм з точністю не гірше ± 30 Гц2. Розрахунки показали, що використання таких генераторів у когерентній РЛС КХЧ ММД дозволяє забезпечити значення підзавадової видимості до-40 ДБ для обєкта типу одинокого пішохода, що цілком достатньо для багатьох практичних застосувань когерентних систем ближньої радіолокації.В обох випадках періодичний характер руху КВ приводить до розподілу енергії сигналу по гармоніках частоти руху, а значення ЕПР визначається не лише геометрією відбивача, але й характером його руху. У разі обємно розподілених обєктів (наприклад, опади й ін.) запропоновано метод вимірювання питомого значення ЕПР у ближній зоні антен з діаграмами спрямованості (ДС) антен, які перетинаються. Для дослідження когерентних властивостей сигналів, відбитих від природних утворень, а також обєктів радіолокаційного спостереження, було створено та досліджено ряд когерентних вимірювальних РЛС на базі розробленої вище концепції формування сигналів на робочій частоті за допомогою генератора із високою добротністю коливальної системи [7, 9]. Для оцінки впливу опадів на роботу когерентних систем було запроваджено натурні дослідження спектральних характеристик когерентних сигналів у діапазоні 2 мм, відбитих від снігу, дощу та граду протягом року [11, 12]. Для оцінки впливу відбиття від рослинності на роботу когерентних систем було запроваджено натурні дослідження спектральних характеристик когерентних сигналів у діапазоні 2 мм, відбитих від трави, кущів, окремого дерева та узлісся під ковзним ку

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ