Многоканальное зондирование сверхширокополосными короткоимпульсными сигналами объектов за преградами

• Автор: Фадин, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.12.07, 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ .

ВВЕДЕНИЕ .
1 СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ ЗА ОПТИЧЕСКИ НЕПРОЗРАЧНЫМИ ПРЕГРАДАМИ
1.1 Многоканальный СШП КИ радар, осуществляющий выделение движущихся объектов и построение радиоизображения исследуемой области.

1.2 СШП радар ООО НТП Тензор.

1.3 Радар с непрерывным излучением для обнаружения подвижных объектов

1.4 Широкополосный шумовой радар дециметрового диапазона волн

1.5 СШП радар, работающий с последовательностью коротких импульсов.

1.6 Двухпозиционная когерентная система с вычислением взаимокорреляционной функции

1.7 К постановке задачи обнаружения движущихся объектов за оптически непрозрачными преградами
1.7.1 Структура измерительновычислительного комплекса ИВК
с зондирующим СШП сигналом
1.7.2 Общая стратегия обнаружения движущихся объектов
2 ФОРМИРОВАНИЕ РАДИОИЗОБРАЖЕНИЙ ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛГОРИТМА ДАЛЬНОСТНОЙ МИГРАЦИИ
2.1 Двумерная модель диэлектрического объекта
2.2 Алгоритм дальностной миграции .
2.2.1 Основные соотношения алгоритма дальностной миграции
2.2.2 К реализации алгоритма дальностной миграции .
2.3 Трансформация алгоритма дальностной миграции для двумерного случая .
2.4 К оценке пространственного разрешения и выбору шага дискретизации .
2.5 К тестированию алгоритма дальностной миграции
2.6 Моделирование алгоритма формирования радиоизображений сложных объектов
2.7 Учет влияния оптически непрозрачной преграды на РИ объектов, находящихся за ней
2.8 Формирование радиоизображений алгоритмом обратных проекций
2.9 Пространственноспектральный алгоритм .
2. Нахождение рассеянного поля методом конечных разностей во временной области методом КРВО.
Выводы.
3 ОБНАРУЖЕНИЕ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ МНОГОКАНАЛЬНЫМ
ИЗМЕРИТЕЛЬНОВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ СО СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫМ КОРОТКОИМПУЛЬСНЫМ СИГНАЛОМ
3.1 Традиционные методы селекции движущихся целей для узкополосных квазигармонических сигналов
3.2 Особенности междупериодкой обработки в ИВК с
видеоимпульсным сигналом
3.2.1 Особенности характеристик объектов .
3.2.2 Особенности зондирующих сигналов .
3.2.3 Особенности пачечного сигнала
3.2.4 Особенности принятия решения
3.3 Методы и устройства обнаружения движущихся объектов на
фоне мешающих отражений от неподвижных объектов .
3.3.1 К определению структуры обнаружителя, максимизирующего отношение сигналшумпомеха, в принятых условиях
3.3.2 Этапы алгоритма ЧПВ
3.3.3 Этапы алгоритма когерентное накопление
3.4 Требования к ИВК для обнаружения движущихся объектов .
3.5 Экспериментальная проверка принятых моделей сигналов, помех и шумов.
3.6 Радиоизображения, обусловленные интерференцией полей от подвижных и неподвижных объектов интерференционные фантолы
3.6.1 Радиообраз интерференционных фантомов
3.6.2 Выявление интерференционных фантомов ложных радиосбразов
Выводы.
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОБНАРУЖЕНИЮ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ ЗА ОПТИЧЕСКИ НЕПРОЗРАЧНЫМИ ПРЕГРАДАМИ
4.1 Краткое описание ИВК, используемого в экспериментальных исследованиях .
4.2 Построение радиоизображения и обнаружение движущегося объекта с имитацией многоканального режима работы ИВК .
4.2.1 Цель, объект и методика эксперимента
4.2.2 Методика измерений и результаты регистрации рассеянного поля
4.2.3 Результаты обработки рассеянного поля .
4.2.4 Сравнение результатов натурных измерений с результатами численного моделирования .
4.3 Направления модернизации макета измерительновычислительного комплекса на новых аппаратных технологиях
4.3.1 Структурная схема многоканального измерительновычислительного комплекса на основе СВЧкоммутатора .
4.3.2 Структурная схема многоканального измерительновычислительного комплекса с массивом приемников .
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Разработан модифицированный АДМ, позволяющий формировать устойчивые и РИ объектов с классической разрешающей способностью за оптически непрозрачными преградами по результатам зондирования и многоканальной регистрации СШП КИ сигналов. Практическая значимость результатов работы состоит в том, что разработанные алгоритмы и методика, включающая многоканальный сбор информации, режекцию откликов от неподвижных объектов, идентификацию интерференционных фантомов, формирование РИ области для построения карты движения объектов, могут составить основу программного комплекса для многоканального ИВК с СШП КИ сигналами для обнаружения движущихся объектов за оптически непрозрачными преградами. Проведенные исследования позволяют сформировать технический облик многоканального ИВК с СШП КИ сигналами, а также задать технические требования к программному и аппаратному комплексу. Реализация и внедрение результатов работы. Поставленные в диссертации задачи решались в ходе выполнения ряда проектов НИР Водолей Э1 госконтракт 3 от ВЧ 3 грант РФФИ 0офи. Основные результаты диссертационной работы использованы и внедрены в ООО ЦНТИ Элерон при выполнении НИЭР Импульс по теме Исследования и разработка технологий сверхширокополосной радиолокации. Достоверность полученных результатов обуславливается корректностью исходных положений и преобразований, использованием апробированного электродинамического аппарата при нахождении рассеянных электромагнитных полей методом конечных разностей во временной области, сопоставлением радиоизображений, полученных различными методами, близостью результатов численного имитационного моделирования и натурного эксперимента при имитации многоканального режима работы. Апробация результатов работы. Ii i ivi i. Научнотехнической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов МАИ, Москва, МАИ, март г. Всероссийском научнотехническом семинаре Подповерхностная радиолокация и дистанционное зондирование, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, декабрь г. Юбилейной научнотехнической конференции 0лодых ученых Информационные технологии и радиоэлектронные системы, Москва, МАИ,. Юбилейной научнотехнической конференции Инновации в радиотехнических информационнотелекоммуникационных технологиях, Москва, МАИ, октябрь V молодежной научнотехнической конференции Радиолокация и связь перспективные технологии, Москва, ОАО Радиофизика, март г. Крымской конференции СВЧтехника и телекоммуникационные технологии КрыМиКо, Севастополь, сентябрь г. Публикации. По основным результатам выполненных в диссертации исследований опубликовано печатных работ, из них три научные статьи и восемь тезисов докладов. Модифицированный алгоритм дальностной миграции позволяет для предложенной модели объектов формировать устойчивые двумерные 2 и трехмерные 3 радиоизображения объектов за оптически непрозрачными преградами с классической разрешающей способностью по результатам зондирования и многоканальной регистрации СШП КИ сигналов. Обоснованы модели ожидаемого принятого сигнала, корреляционной матрицы помех и шумов приемного устройства, и получены соответствующие структурные схемы устройства, улучшающие отношение сигналфон на 5. СШП короткоимпульсных зондирующих сигналов. Предложена методика, позволяющая реализовать многоканальный сбор информации при зондировании радиосцены СШП КИ сигналами, подавление мешающих отражений от неподвижных объектов до уровня собственных шумов устройства с потерями полезного сигнала не более 3 дБ, выявление интерференционных фантомов, формирование радиоизображения области с построением карты движения объектов. Диссертационная работа изложена на 6 машинописных страницах и состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка использованных источников. Иллюстративный материал представлен в виде рисунков и 2 таблиц. Список литературы включает наименований. Отмечены основные достижения и недостатки анализируемых приборов. Для качественного повышения информативности и достоверности обнаружения подвижных объектов за оптически непрозрачными преградами предложена общая стратегия их обнаружения и интерпретации.