А.М. Голик – д.т.н., профессор, зав. кафедрой, 

СПВИ войск национальной гвардии (Санкт-Петербург)

Е-mail: metr1956@yandex.ru

Ю.А. Шишов – д.т.н., профессор, 

СПВИ войск национальной гвардии (Санкт-Петербург)

Е-mail: urshishov@gmail.com

А.В. Подгорный – зам. начальника, 

СПВИ войск национальной гвардии (Санкт-Петербург)

Е-mail:aleksandr.podgorny@yandex.ru

А.А. Санталов – к.т.н., ст. науч. сотрудник,  научно-исследовательская лаборатория, Московское высшее общевойсковое командное училище Е-mail: djimpuls1990@yandex.ru

Постановка проблемы. В настоящее время существенно усложнились условия функционирования радиолокационных станций (РЛС) в связи с резким ростом интенсивности потока воздушных объектов (ВО) в зоне их ответственности. В частности, для своевременного принятия решений в условиях быстро меняющейся сигнально-помеховой обстановки необходимо определение численного состава плотной группы ВО, для чего РЛС должна иметь высокую разрешающую способность по дальности и угловым координатам и выполнять разрешение ВО по этим координатам одновременно. Так как в качестве антенны РЛС применена цифровая антенная решетка (ЦАР) с электронным сканированием диаграммы направленности (ДН), необходимое увеличение ширины спектра зондирующих сигналов для обеспечения максимально возможной (потенциальной) разрешающей способности по дальности приводит к искажениям фазового распределения поля на апертуре антенны. В свою очередь, необходимое для обеспечения потенциальной разрешающей способности по угловым координатам увеличение линейных размеров апертуры накладывает ограничения на возможности по расширению спектра зондирующего сигнала. Таким образом, налицо объективное противоречие между предельно достижимыми значениями разрешающей способности РЛС по дальности и угловым координатам при одновременной, то есть совместной пространственно-временной обработке сигналов.  Цель. Решить проблему обеспечения совместного разрешения целей по дальности и угловым координатам в условиях широкоугольного электронного сканирования ДН при широкополосном зондировании ВО. 

Результаты. Проанализированы факторы, ограничивающие увеличение ширины спектра зондирующего сигнала, и способы коррекции распределения фазы поля на апертуре антенны. Разработаны предложения по технической реализации совместного разрешения целей по дальности и угловым координатам. По результатам теоретических исследований представлен вариант структурной схемы цифрового приемного модуля, отличающийся от известных технических решений аналого– цифровым преобразованием принимаемого сигнала на несущей частоте и разделением широкого спектра сигнала на узкополосные участки с помощью цифровых полосовых фильтров.

Практическая значимость. Предложенный вариант структуры приемного модуля ЦАР прежде всего обеспечивает совместное разрешение целей по дальности и угловым координатам, что существенно повышает функциональные возможности РЛС по распознанию одиночных целей и определению количественного состава групповой цели. Построение ЦАР на основе предлагаемых приемных модулей существенно повысит функциональные характеристики РЛС по совместному разрешению целей по дальности и угловым координатам.

1. Гуськов Ю.Н., Жибуртович Н.Ю., Абраменков В.В., Васильченко О.В., Климов С.А., Савинов Ю.И., Муравский А.П., Гаврилов А.Д. Патент № 2516683. (Россия). H01Q 21/00,G01S 13/26. Способ цифрового формирования диаграммы направленности активной фазированной антенной решетки при излучении и приеме линейно-частотно-модулированного сигнала. Заявлено 17.10.2012. Опубл. 20.05.2014. Бюл. №14.
2. Самойленко В.И., Шишов Ю.А. Управление фазированными антенными решетками. М.: Радио и связь. 1983. 240 с.
3. Вовшин Б.М. Сверхширокополосная радиолокация воздушных объектов с безынерционным обзором пространства: Автореф. дисс. … докт. техн. наук. 2005. 418 с.
4. Кольцов Ю.В. Особенности применения различных определений сверхширокополосных сигналов в антенной технике, связи и локации // Антенны. 2008. Вып. 6(133). С. 31−42.
5. Справочник по радиолокации. В 2-х книгах / Под ред. М. Сколника. Пер. с англ. под общей ред. В.С. Вербы. Кн. 1. М.: Техносфера. 2014. 672 с.
6. Доматырко Д.Г. Моделирование ЛЧМ-сигналов и их достоинства перед другими сложными сигналами // Вестник ВГТУ. 2010. Т. 6. № 4. С. 144−149.
7. Топчиев. С.А., Никитин М.В. Разработка в ПАО «РАДИОФИЗИКА» РЛС с цифровыми АФАР // Сб. науч. трудов по материалам XIII молодежной научно-технической конференции «Радиолокация и связь – перспективные технологии». М.: ПАО «Радиофизика». 2015. С. 7−15.
8. Шурыгин А.В. АЦП – что нового? //Электроника: НТБ. 2009. № 1. С. 16−21.
9. Добычина Е.М., Малахов Р.Ю. Цифровой приемо-передающий модуль активной фазированной антенной решетки // Научный вестник МГТУ ГА. 2014. № 209. С. 117−123.
10. Патент РФ № 2146076, МПК Н03М 1/12. Аналого-цифровой модуль. Гелесеев А.М., Гурский С.М., Егоров Б.М., Панов С.Л., Сапрыкин С.Д., Юрченко И.В. Заявлено 28.07.1997. Опубликовано 27.02.2000. 
11. Патент РФ № 2692417, Н03М 1/12; H01Q 21/00. Аналого-цифровой модуль активной фазированной антенной решетки. Шишов Ю.А., Подольцев В.В., Вахлов М.Г., Луцько И.С. Заявлено 19.10.2017. Опубликовано 24.06.2019.
12. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник. М.: Радио и связь. 1985. 312 с.
13. Frenzel L. High-Speed Data Converters Make Direct-Sampling Receivers Practical./ Electronic Design. Feb. 12 2019. URL: https://www.electronicdesign.com/analog/high-speed-data-converters-make-direct-sampling-receivers-practical.
14. Multicore Fixed and Floating-Point Digital Signal Processor. Check for Evaluation Modules (EVM): TMS320C6678. Texas Instruments. TMS320C6672. SPRS708E. November 2010. Revised March 2014.
15. Speed per Milliwatt Rations for Fixed-Points Parcaged Processors/ Berkeley Design Technolog. Inc. Nov. 2013.