Е.И. Старовойтов1, К.В. Козлов2, А.Б. Голиус3, В.И. Руссанов4

1–4 АО «Концерн «Вега» (Москва, Россия)

1 АО «НИИМА «Прогресс» (Москва, Россия)

1 info@i-progress.tech, 1–4 mail@vega.su

Постановка проблемы. Испытания радиолокационных станций (РЛС) с антеннами больших электрических размеров могут быть выполнены в дальней зоне с использованием вышек на оборудованных полигонах, но в настоящее время, из-за сложностей с наличием и содержанием таких полигонов, все более распространенными становятся методы ближнего поля или облетные методы с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). В этом случае координаты измерительной антенны в основном определяются бортовыми навигационными датчиками БПЛА. При этом использование БПЛА может быть ограничено воздействием мощного СВЧ-излучения на его оборудование, отражением электромагнитных волн от конструкции и малой продолжительностью нахождения в воздухе. С облетным методом сопоставлены возможности использования привязного аэростата, прозрачного для СВЧ-излучения и устойчивого к его воздействию. При этом подразумевается, что повороты исследуемой антенны в требуемых секторах углов осуществляются в штатном режиме работы РЛС, находящейся на испытательной площадке.

Цель. Провести сравнительный анализ возможностей привязного аэростата и БПЛА для выполнения антенных измерений при испытаниях РЛС в условиях необорудованных полигонов и испытательных площадок.

Результаты. Приведена модель определения положения привязного аэростата с измерительной антенной в контейнере относительно исследуемой антенны РЛС. Произведен расчет характеристик шарообразного аэростата для измерений параметров метеорологической РЛС Х диапазона, и выполнена оценка допустимой погрешности определения углов взаимной ориентации измерительной антенны относительно антенны РЛС. Рассмотрена система антенных измерений на базе привязного аэростата. Представлен метод оптимизации высоты подъема шарообразного аэростата в зависимости от скорости ветра на основе множества Парето. Проведено сравнение методов измерений с использованием привязного аэростата, БПЛА самолетного типа и мультикоптера.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при проведении измерений диаграммы направленности, юстировке и калибровке РЛС по методу дальней зоны с использованием вместо стационарной вышки для размещения измерительной антенны привязного аэростата.

Старовойтов Е.И., Козлов К.В., Голиус А.Б., Руссанов В.И. Сравнение возможностей применения привязного аэростата и БПЛА для антенных измерений при испытаниях РЛС // Электромагнитные волны и электронные системы. 2023. Т. 28. № 6. С. 48−65. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202306-06

1. Захарьев Л.Н., Леманский А.А., Турчин В.И. Методы измерения характеристик антенн СВЧ / Под ред. Н.М. Цейтлина. М.: Радио и связь. 1985. 368 с.
2. Зырянов Ю.Т., Федюнин П.А., Белоусов О.А., Рябов А.В., Головченко Е.В. Антенны: Учеб. пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. СПб.: Издательство «Лань». 2016. 416 с.
3. Просвиркин И.А. Облетный метод измерения диаграмм направленности крупноапертурных антенн с использованием беспилотного летательного аппарата и системы ГЛОНАСС: дис. … канд. техн. наук. Казань. 2018. 157 с.
4. Лучин Д.В., Минаева О.А., Сподобаев М.Ю., Трофимов А.П., Юдин В.В. ПАК на основе БПЛА для измерений характеристик направленности антенных решеток // Электросвязь. 2018. № 10. С. 57–65.
5. Патент на изобретение RUS2638079 от 11.12.2017. Способ измерения азимутальной диаграммы направленности антенны в составе наземных подвижных объектов больших размеров и устройство для его осуществления / Сазонов Н.И., Хонякин И.Н., Щербина Ю.В.
6. Патент на изобретение RUS2746688 от 19.04.2021. Система измерений электрических параметров больших антенных систем / Полтавец Ю.И., Коваленко Л.С., Донцов С.А., Калинин Н.Г., Ширшов М.В., Стариков Е.А.
7. Барбасов В.К., Гаврюшин Н.М., Дрыга Д.О., Батаев М.С., Алтынов А.Е. Использование многороторных БПЛА для целей ДЗЗ // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2013. № 5. С. 122–126.
8. Катушков В.А. Исследование смаза изображения при фотографировании с аэростата // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. 1980. Т. 31. № 31. С. 130–134.
9. Косарев И.А. Аэростаты с полиспастной привязной системой как несущие элементы глобальной информационной сети // Сб. трудов Междунар. науч.-практич. конф. «Наука и образование в XXI веке». М.: «АР-Консалт». 2014. Ч. 5. С. 145–152.
10. Hilgerloh G., Caprano T., Griebeler E.M. Calibrating the Operational Beam Width and Maximum Range of a Ship Radar Used for Bird Observations // The Journal of Navigation. 2010. V. 63. P. 363–371. DOI 10.1017/S0373463309990452.
11. Вишневский В.М., Ширванян А.М., Бряшко Н.Н. Расчет необходимой мощности для функционирования привязной беспилотной платформы в условиях турбулентной атмосферы // Информационные технологии и вычислительные системы. 2020. Вып. 3. С. 71–84. DOI 10.14357/20718632200307.
12. Гэн К., Чулин Н.А. Алгоритм наведения движения для квадрокоптера с возможностью облета препятствий и отслеживания запланированного маршрута на основе управления нормальным ускорением // Проблемы современной науки и образования. 2016. № 31(73). С. 6–28.
13. Palomaki R.T., Rose N.T., Van den Bossche M., Sherman T.J., De Wekker S.F.J. Wind Estimation in the Lower Atmosphere Using Multirotor Aircraft // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2017. P. 1183–1191. DOI 10.1175/JTECH-D-16-0177.1.
14. Архивы Латексы – AirBlower. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://airblower.ru/product-category/продукция/ла-тексы/, дата обращения 21.06.2023.
15. Ameli Z., Aremanda Y., Friess W.A., Landis E.N. Impact of UAV Hardware Options on Bridge Inspection Mission Capabilities // Drones. 2022. V. 6. № 3. P. 64. DOI 10.3390/drones6030064.
16. Дистель С.А., Кордубайло В.В., Хребтов М.А. Оценка экономической эффективности беспилотных летательных аппаратов для обслуживания воздушных линий электропередач // Сб. трудов II Междунар. науч.-технич. конф. «Энергетические системы» Белгород. 2017. С. 43–49.
17. Исаева М.Р., Лабазанов М.А., Оздиева Т.Х. Применение беспилотного летательного аппарата Геоскан 201 для проведения экологического мониторинга Ханкальского месторождения теплоэнергетических вод // Материалы III Междунар. науч.-практич. конф. Грозненский государственный нефтяной технический университет имени академика М.Д. Миллионщикова. Грозный. 2019. С. 40–49.
18. Joshil S.S., Chandrasekar C.V. Calibration of D3R Weather Radar Using UAV-Hosted Target // Remote Sensing. 2022. V. 14. № 15. P. 3534. DOI 10.3390/rs14153534.
19. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М. Советское радио. 1975. 248 с.
20. Можаров Э.О., Галкин Н.К. Калибровка широкополосного стенда для измерения характеристик рассеяния объектов // Журнал радиоэлектроники. 2028. № 10. С. 1–23. DOI 10.30898/1684-1719.2018.10.11.
21. Поросков Н. Ренессанс воздухоплавания: аэростаты возвращаются в систему ПВО // Воздушно-космическая сфера. 2016. № 2(87). С. 78–89.
22. Деркачев В.А. Модель рассеяния радиолокационных сигналов от беспилотных летательных аппаратов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2021. № 2(219). С. 120–129. DOI 10.18522/2311-3103-2021-2-120-129.
23. Макаренко С.И. Противодействие беспилотным летательным аппаратам. Монография. СПб.: Наукоемкие технологии. 2020. 204 с.
24. Ногин В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2004. 176 с.