Радиотехнологии противодействия террористическим угрозам

Монография посвящена технической стороне проблем предотвращения террористических угроз. Приведены технологии обнаружения и нейтрализации взрывоопасных предметов, рассмотрены электромагнитные методы обнаружения и блокирования минновзрывных заграждений; беспилотные и роботизированные средства разведки. Рассмотрены вопросы обнаружения радиоэлектронных элементов в каналах управления подрывом мин нелинейным радиолокатором. Затронуты акустические и оптические методы и средства предотвращения террористических угроз.
Для инженеров, конструкторов, научно-технических работников, аспирантов, занимающихся вопросами ближней и нелинейной радиолокации, а также обработкой радиолокационных и акустических сигналов и оптических изображений. Будет полезна специалистам, занимающимся проблемой нейтрализации террористических угроз. Может быть рекомендована студентам старших курсов вузов в качестве учебного пособия.

Оглавление

—— 1 ——

Электромагнитные методы обнаружения и блокирования взрывоопасных предметов

1.1. Резонансные радиоволновые явления для обнаружения тонких проводных линий управления взрывными устройствами

Проведен анализ существующих самодельных взрывных устройств. Выявлены недостатки методов обнаружения СВУ. Описан резонансно-радиоволновый метод обнаружения СВУ, подтвержденный результатами экспериментальных исследований.

Ключевые слова: минно-взрывные заграждения, контактно-проводной датчик цели, обнаружение СВУ, резонансно-радиоволновой метод.

1.2. Проблемные практические вопросы в области противодействия радиоуправляемым взрывным устройствам

Рассмотрены особенности применения блокираторов радиоуправляемых взрывных устройств БРВУ, которые возникают при проведении испытаний и работе БРВУ в реальных условиях. Даны рекомендации по составлению нормативных документов, устанавливающих требования к БРВУ.

Ключевые слова: взрывные устройства, обеспечение безопасности, методы испытаний блокираторов.

1.3. Оценка функциональной эффективности поиска взрывоопасных предметов с помощью автоматизированной системы технического зрения

Рассмотрена задача автоматизированного обнаружения целей с помощью системы технического зрения, расположенной на беспилотном летательном аппарате. Выведен критерий функциональной эффективности поиска взрывоопасных предметов для СТЗ на БПЛА, позволяющий определить оптимальные параметры поиска целей.

Ключевые слова: автоматическое обнаружение, беспилотные летательные аппараты, критерий эффективности, система технического зрения.

1.4. Нелинейные рассеиватели – эффективное средство маркировки

Рассмотрена принципиальная схема нелинейного маркера и получена его эквивалентная схема. Проведено моделирование реакции нелинейного маркера на заданный входной широкополосный сигнал. Исследованы нелинейные и параметрические свойства маркера.

Ключевые слова: нелинейный маркер, колебательный контур, барьерная и диффузионная емкость p-n-перехода.

1.5. Способ повышения надежности дистанционного обнаружения и распознавания объектов с полуактивными нелинейными маркерами

Проведен анализ и исследовано состояние нелинейной радиолокации по работам отечественных ученых. Сформулирован ряд основных направлений по совершенствованию нелинейной радиолокации и нелинейных маркеров с целью дальнейшего повышения эффективности организации поиска, обнаружения и распознавания нелинейных объектов. Предложен способ повышения надежности дистанционного обнаружения и распознавания нелинейных объектов с полуактивными нелинейными маркерами, определена область его применения.

Ключевые слова: нелинейная радиолокация, полуактивный нелинейный маркер, воздушный носитель, дистанционное распознавание.

1.6. Маркеры с заданным откликом

Предложен способ идентификации различных объектов с помощью размещения на них пассивных рассеивателей. Приведены основные характеристики пассивных рассеивателей с заданной реакцией на зондирующий сигнал. Рассмотрены особенности проектирования и дан пример подобного рассеивателя.

Ключевые слова: нелинейный пассивный рассеиватель, датчик-маркер, обнаружение и различение объектов.

1.7. Измерение угловых координат в нелинейном радиолокаторе

Рассмотрены особенности измерения угловых координат интерферометрическим методом в нелинейном радиолокаторе с использованием сверхширокополосного зондирующего сигнала. Предложен метод MIMO-радиолокации для устранения неоднозначности измерения азимутальной координаты объекта поиска. Показана возможность улучшения разрешающей способности по азимуту в нелинейном радиолокаторе.

Ключевые слова: сверхширокополосный сигнал, MIMO-радиолокация, нелинейный локатор, измерение азимута цели.

1.8. Фазовый метод измерения дальности в ближней радиолокации

Предложен метод обработки отраженного от цели и дискретизованного по времени эхо-сигнала, позволяющий повысить точность измерения дальности. Приведено сравнение с амплитудным методом измерения дальности. Показана зависимость точности измерения дальности от частоты дискретизации сигнала.

Ключевые слова: цифровая обработка сигналов, фазовая структура, разность фаз, уточнение дальности обнаружения.

—— 2 ——

Современные методы обнаружения живой силы и техники, возможные способы их нейтрализации

2.1. Акустические методы обнаружения обстрела вертолета

Рассмотрена возможность создания системы защиты вертолета от обстрела из стрелкового оружия и локализации стрелка акустическими методами. Описан принцип регистрации акустической волны, содержащей информацию о скорости, калибре и траектории движения пули. Приведены экспериментальные данные, показывающие возможность выделения сигнала от пули на фоне шумов вертолета.

Ключевые слова: акустические волны, огнестрельное оружие, шумы вертолета, ударная волна, баллистическая волна.

2.2. Обнаружение беспилотных летательных аппаратов акустическими средствами

Рассмотрена возможность обнаружения беспилотных летательных аппаратов по их звуковому излучению. Обоснована актуальность указанного направления исследований, приведен краткий обзор публикаций по данной проблеме. На основе имеющихся в литературе сведений об уровнях спектров звукового давления БПЛА приведены качественные оценки возможности обнаружения БПЛА с помощью планарных приемных антенных решеток микрофонов. В качестве высокоэффективных методов обработки сигналов, которые могут быть использованы для обнаружения БПЛА с помощью решеток микрофонов, предложены два метода, разработанные авторами. Первый метод позволяет осуществить пеленгацию источника плоской волны при наличии помех с эффективностью, превышающей наилучший из известных методов – rootMUSIC. Второй метод позволяет объединить результаты обработки сигнала в разных частотных полосах для достижения максимального выходного отношение сигнал/шум.

Ключевые слова: решетка микрофонов, обнаружение БПЛА, оценка углового положения, уровень звукового излучения.

2.3. Обнаружение линейчатых структур (растяжек) на оптических изображениях с использованием детектора движения

Приведен анализ известных алгоритмов обнаружения линейчатых структур и выявлены их недостатки. Разработан новый алгоритм обнаружения линейчатых структур в реальном времени при движении камеры. Приведены результаты экспериментальных исследований, показывающие работоспособность предложенного алгоритма.

Ключевые слова: автоматическое обнаружение, растяжки, обработка цветных оптических изображений, движущаяся платформа.

2.4. Применение сложных сигналов в двухчастотном НРЛ

Показано, что воздействие на объект поиска, содержащий нелинейный элемент, суммы двух сигналов с различными несущими частотами, один из которых простой радиоимпульс, другой – сложный сигнал, позволяет не только обнаружить объект поиска, но и измерить его координаты.

Ключевые слова: нелинейная радиолокация, сложный сигнал, нелинейный элемент, гармоники и комбинационные составляющие, оптимальный фильтр, обработка сигнала.

2.5. Анализ формирования отклика объекта поиска в нелинейной радиолокации

Попытка объяснить механизм работы и эффекты, происходящие в комплексах нелинейной радиолокации, на основе более простых процессов, происходящих в нелинейных системах. Механизм появления продуктов преобразования зондирующего сигнала нелинейным элементом, гармоник и комбинационных частот, на примере одного из наиболее часто применяемых радиоэлектронных устройств, которые обнаруживают с помощью нелинейной радиолокационной системы, это радиоприемное устройство, используемое как канал дистанционного управления.

Ключевые слова: нелинейная радиолокационная система, радиоэлектронные устройства, нелинейные элементы, гармонические и комбинационные составляющие, ограничитель, преселектор, чувствительность приемника.

—— 3 ——

Беспилотные и роботизированные средства разведки

3.1. Применение комплексов с беспилотными летательными аппаратами для предотвращения террористических актов

Приведены комплексы задач, решаемых с помощью применения БПЛА. Рассмотрены ограничения, возникающие при использовании комплексов с БПЛА. Даны рекомендации по повышению эффективности использования комплексов с БПЛА.

Ключевые слова: воздушная разведка объектов, техническое обслуживание комплексов с БПЛА.

3.2. Оптимальная фильтрация сверхширокополосных сигналов в НРЛ

Рассмотрен механизм обнаружения нелинейного объекта – радиоуправляемого устройства, осуществляющего нелинейное преобразование зондирующего сигнала второго порядка, на основе корреляционной обработки широкополосного сигнала. Показано, что с увеличением дальности до объекта ухудшается сжатый сигнал от него из-за сильного влияния мешающих отражений, и тем самым ухудшается его обнаружение. Предложен новый подход к формированию реакции объекта поиска с нелинейными свойствами на входное воздействие типа широкополосного шумоподобного сигнала, основанный на разделении комбинационной и квадратичной составляющей принимаемых колебаний на два канала, что позволяет обеспечить устойчивое обнаружение нелинейных объектов поиска на больших дальностях.

Ключевые слова: нелинейная радиолокация, корреляционная обработка, двухканальная обработка, комбинационные частоты, шумоподобный сигнал.

3.3. Выделение речи отдельного человека в зашумленных помещениях с помощью решеток микрофонов

Рассмотрена задача выделения речевого сигнала отдельного источника при приеме сигналов от совокупности пространственно-разделенных источников с помощью микрофонных решёток. Предложен адаптивный алгоритм пространственной обработки, основанный на использовании модели помехи в виде набора источников с произвольными неизвестными векторами направлений. Достоинством предложенного метода является его устойчивость по отношению к несоответствиям используемой модели реальным условиям.

Ключевые слова: обнаружение акустических сигналов, характеристика направленности, корреляционная матрица помехи, акустический портрет.

3.4. Проекционное сверхразрешение радиолокационных целей

Приведены аналитические зависимости, позволяющие оценить потенциальные возможности по разрешению отдельных рассеивающих элементов радиолокационных целей. Обобщено понятие функции неопределенностей Ф.М. Вудворда, связанной с указанными потенциальными возможностями. Показано, что разрешающая способность радиолокаторов, в которых реализована обработка сигналов, основанная на проекционном методе решения обратных задач, близка к потенциально возможной.

Ключевые слова: сверхразрешение, разрешающая способность, обратная задача, некорректная задача, проекционный метод, предел Рэлея.

3.5. Анализ возможности оценивания радиальной протяженности воздушных объектов проекционным методом сверхразрешения, использующим адаптацию вида и параметров базисных функций пробного пространства

Проведен анализ эффективности применения модификации проекционного метода сверхразрешения, использующего адаптацию вида и параметров базисных функций пробного пространства, для оценивания радиальной протяженности воздушных объектов.