М.Б. Рыжиков1, А.Р. Бестугин2, Ю.А. Новикова3, И.А. Киршина4

1−4 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Россия)

Постановка проблемы. Использование метеонавигационного радиолокатора на беспилотных или дистанционно-пило­тируе­мых летательных аппаратах требует максимальной автоматизации процессов измерения параметров, которые характеризуют пространственное положение и степень опасности метеообъектов в зоне обзора, что позволяет выбрать маневр облета или обхода областей, потенциально неблагоприятных для полета воздушного судна. Требования к автоматизации решения задач в бортовом радаре тем выше, чем меньше информационная поддержка извне. Такая ситуация характерна для осваиваемых труднодоступных территорий, например, при проведении полетов над арктическими морями и пустынями. Одной из подзадач, которые способствуют автоматической навигации в сложных погодных условиях, является временная автоматическая регулировка усиления. Она необходима для приема отраженного сигнала без ограничения и нелинейных искажений, приводящих к ошибкам оценивания степени опасности облаков или турбулентных вихрей.

Цель. Исследовать условия, которые при приеме отраженных сигналов с априорно-неизвестной мощностью в метеонавигационном радиолокаторе уменьшают вероятность неправильной оценки степени опасности для полета атмосферных образований, характерных как для умеренных, так и для арктических широт.

Результаты. Приведены математические соотношения, которые можно использовать при разработке алгоритмов автоматической регулировки усиления, ориентированных на прием сигналов в метеонавигационной радиолокационной станции при зондировании стандартной грозовой ячейки или арктического слоисто-дождевого облака. Представлены результаты анализа данных, позволяющие оценить отличие мощности отраженного сигнала при обнаружения арктического слоисто-дождевого облака по отношению к наличию по пути полета стандартной грозовой ячейки.

Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при разработке программного обеспечения метеонавигационных бортовых РЛС, в том числе ориентированных на эксплуатацию над арктическими морями и пустынями, с целью поиска безопасной траектории их полета, позволяющей избежать случаев попадания в области опасных метеообразований.

Рыжиков М.Б., Бестугин А.Р., Новикова Ю.А., Киршина И.А. Временная автоматическая регулировка усиления в метеонавигационном радиолокаторе при отражении сигнала от стандартной грозовой ячейки или от арктического слоисто-дождевого облака // Электромагнитные волны и электронные системы. 2023. Т. 28. № 2. С. 21−28. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202302-03

1. Инсаров В.В. Техническое зрение в системах наведения автономных беспилотных летательных аппаратов. М.: ИД Академии Жуковского. 2022.
2. Степаненко В.Д. Радиолокация в метеорологии (радиометеорология. Л.: Гидрометеорологическое издательство. 1966.
3. Бестугин А.Р., Рыжиков М.Б., Новикова Ю.А. Выбор диапазона частот в бортовом метеорадаре с режимом поиска областей для обеспечения визуальной посадки и ориентирования // Радиопромышленность. 2018. Т. 28. № 3. С. 8−17.
4. Standard RTCA DO-220. Minimum Operational Performance Standards for Airborne Weather Radar with Forward-Looking Windshear Detection Capability. Washington: RTCA. 1995.
5. Novikova Y.A., Ryzhikov M.B., Kryachko A.F., Kulik R.V. The Method of Calculation the Range of Dangerous Weather Areas in Airborne Radars with Signal Processing in the Frequency Domain // Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2020. P. 1−7.
6. Standard RTCA DO-173. Minimum Operational Performance Standards for Airborne Weather and Ground Mapping Pulsed Radars. Washington: RTCA. 1985.
7. Красюк Н.П., Коблов В.Л., Красюк В.Н. Влияние тропосферы и подстилающей поверхности на работу РЛС. М.: Сов. радио. 1988.
8. Довиак Р., Зрнич Д. Доплеровские радиолокаторы и метеорологические наблюдения. Л.: Гидрометеоиздат. 1988.
9. Баранов А.М. Видимость в атмосфере и безопасность полетов. Л.: Гидрометеоиздат. 1991.
10. Волосюк В.К., Кравченко В.Ф. Статистическая теория радиотехнических систем дистанционного зондирования и радиолокации. М.: Физматлит. 2008.
11. Бестугин А.Р., Рыжиков М.Б., Новикова Ю.А., Киршина И.А. Микрополосковая антенная решетка с наклонным раскрывом и увеличенным расстоянием между излучателями // Электромагнитные волны и электронные системы. 2021. Т. 26. № 3. С. 20−26. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202103-03
12. Бестугин А.Р., Рыжиков М.Б., Новикова Ю.А., Киршина И.А. Оценка опасности микропорывов в бортовой метеонавигационной РЛС для летательных аппаратов малой авиации // Успехи современной радиоэлектроники. 2020. Т. 74. № 11. С. 23−29. DOI: 10.18127/j20700784-202011-05