Расширение диапазона применения радиолокационных станций обзора летного поля с учетом метеоусловий

• Автор: Яманов, Антон Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Особенности функционирования РЛС ОЛП

1.1ЛТХ и назначение РЛС ОЛП

1.2.Влияние мешающих отражений и метеообразований на эксплуатационные возможности РЛС ОЛП
1.3.Методы уменьшения влияния мешающих отражений и метеообразований на функционирование РЛС ОЛП
2. Влияние радиолокационных сигналов, отраженных и рассеянных естественными и искусственными покровами на функционирование
РЛС ОЛП

2.1.Особенности рассеяния ЭМВ естественными и искусственными

покровами
2.2.Статистические характеристики радиолокационных сигналов, отраженных от естественных и искусственных покровов
2.3.Статистические характеристики радиолокационных сигналов, отраженных от объектов наблюдения РЛС ОЛП
3. Влияние метеообразований на функционирование РЛС ОЛП
3.1.Особенности рассеяния и ослабления ЭМВ метеообразованиями
3.2.Поляризационные характеристики метеообразований
3.3.Анализ отражательных характеристик объектов наблюдения РЛС ОЛП в сложных метеоусловиях
4. Расширение диапазона применения РЛС ОЛП с учетом
метеоусловий методами радиополяриметрии
4.1 .Уменьшение влияния мешающих отражений
4.2.Улучшение обнаружения объектов наблюдения РЛС ОЛП
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Уровень технического совершенства радиотехнических систем (РТС) управления воздушным движением (УВД) и управления наземным движением (УНД), их эффективность, а значит и высокая результативность использования воздушного транспорта во многом определяется возможностями и эксплуатационными характеристиками РТС, использующихся для информационного обеспечения систем управления наземным и воздушным движением.
В настоящее время в радиотехнической системе УНД основным средством обеспечения безопасности движения наземных транспортных средств в зоне аэродрома является радиолокатор обзора летного поля (РЛС ОЛП). В условиях плохой видимости, вызванной наличием метеообразований в виде тумана, дождя, снега, эффективность работы РЛС заметно падает, уменьшается дальность действия, на экране появляется большое количество посторонних засветок от метеообразований. Это происходит вследствие рассеяния на капельках жидкости, кусочках льда, снежинках и поглощения энергии гидрометеорными частицами.
Наличие переотражений от подстилающей поверхности и метеообразований накладывают ограничения на интенсивность движения транспортных средств в районе аэродрома, а, следовательно, и на интенсивность полетов воздушных судов.
В этой связи представляет интерес поиск новых методов повышения различимости полезного сигнала на фоне мешающих отражений в сложных метеоусловиях для расширение диапазона применения РЛС ОЛП. Достаточно перспективными в этом направлении являются методы радиополяриметрии.
Эффективность применения этих методов для селекции наземных целей определяется в основном различиями в поляризационных характеристиках (ПХ) целей, местных предметов (МП), подстилающей поверхности (ПИ) и

метеообразований. Однако потенциальные возможности поляризационных эффектов для улучшения обнаружения и различения радиолокационных целей не используется в РЛС ОЛП в полной мере.
Одной из основных причин этого является отсутствие достаточно достоверных априорных знаний о статистических характеристиках как объектов наблюдения, так и подстилающих покровов и метеообразований.
Обеспечение работоспособности в неблагоприятных погодных условиях, равно как и отображение устойчивой достоверной обстановки в зоне аэропорта на экране РЛС ОЛП, является одной из важнейших задач, стоящих перед разработчиком и эксплуатирующими подразделениями ГА. На оснащение предприятий гражданской авиации поступают РЛС ОЛП, являющиеся источниками информации для автоматизированных систем управления воздушным движением (АС УВД), которые работают в диапазоне 0,8... 1,5 см (ФАП-2000), где влияние подстилающей поверхности и гидрометеорных образований играет существенную роль. Именно поэтому, диссертационная работа, посвященная расширению диапазона применения РЛС ОЛП — улучшению обнаружения, объектов наблюдения на фоне естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, в сложных метеоусловиях - представляют собой актуальную задачу.
Целью работы является расширение диапазона применения РЛС ОЛП при селекции малоподвижных и неподвижных наземных объектов на фоне естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также в условиях сложной метеообстановки.
Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:
1. Анализ влияния мешающих отражений и метеообразований на эксплуатационные возможности РЛС ОЛП.
2. Анализ отражательных характеристик естественных и искусственных
покровом отсутствует и основным источником данных о характеристиках рассеянного сигнала являются экспериментальные исследования.
2.2. Статистические характеристики радиолокационных сигналов, отраженных от естественных и искусственных покровов
Задача обнаружения радиолокационного объекта, в том числе и движущегося, расположенного на поверхности земли является сложной во многом из-за влияния естественных и искусственных покровов на сигнал на входе приемного устройства РЛС. В то же время, подстилающая поверхность сама по себе может являться объектом исследования, рассматриваясь в качестве радиолокационного объекта. Решению задачи обнаружения объекта на фоне естественных и искусственных покровов способствует использование методов и устройств поляризационной селекции, однако, это предполагает знание поляризационных характеристик подстилающих покровов.
Анализ поляризационных характеристик естественных и искусственных покровов различных типов в миллиметровом диапазоне волн, проведенный на основе экспериментальных исследований отечественных и зарубежных ученых, подтверждает зависимость эффективной площади рассеяния сг объекта от угла наблюдения 0, времени наблюдения, типа подстилающего покрова, частоты зондирующего сигнала и типа поляризации (ВВ — вертикальная поляризация на излучение и прием, ГТ — горизонтальная поляризация на излучение и прием, ГВ(ВГ) - вертикальная (горизонтальная) на излучение и горизонтальная (вертикальная) на прием). Определение общих закономерностей для подстилающих поверхностей в миллиметровом диапазоне волн проводился для пяти типов подстилающих покровов: гладких поверхностей, снега, льда, лесных массивов, травяных покровов и посевов сельскохозяйственных культур.