А.Р. Бестугин1, М.Б. Рыжиков2, Ю.А. Новикова3

1-3 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

1 freshguap@mail.ru; 2 maxrmb@yandex.ru; 3 Nov-Jliana@yandex.ru

Постановка проблемы. В малогабаритных импульсно-доплеровских радиолокационных станциях (РЛС) для малой авиации с небольшим размером площади антенны и, как следствие, с относительно малым коэффициентом пространственного усиления и широкими боковыми лепестками диаграммы направленности (ДН) антенны в вертикальной плоскости наблюдается высокий уровень спектральных составляющих для переотраженных от постилающей поверхности сигналов. В этом случае РЛС, решающая задачу оценки траекторных параметров другого малогабаритного, маслоотражающего объекта, взятого на сопровождение на догонном курсе, обрабатывает смесь сигнала, теплового шума и помехи от земной поверхности, которая приводит к наличию существенных ошибок пеленгации. В настоящей работе рассматриваются требования к заданию допустимых ошибок измерения угла наклона и способы улучшения его измерения на этапе сопровождении за счет адаптивного управления параметрами ДН антенны при реализации многоканальной пеленгации.

Цель. Определить критерии необходимой точности измерений угла наклона, достаточные для совершения маневра облета по высоте, а также провести исследование возможности улучшения оценки угла места, из которой получается информация о высоте полета другого воздушного судна на догонном курсе за счет снижения уровня боковых лепестков ДН в определенном диапазоне углов (в том числе и адаптивного, определяемого размером строба сопровождения по дальности).

Результаты. Задан адаптивный критерий, при котором обеспечивается поддержание среднеквадратического отклонения (СКО) оценки угла места, гарантирующего достаточно точную оценку высоты для выбора маневра обхода в вертикальной плоскости при сопровождении другого воздушного судна в вертикальной плоскости. Приведены результаты уменьшения СКО угла места при разных типах управления ДН, включая адаптивное управление ДН антенны. Проведено математическое моделирование, реализованное на основе теории антенных решеток с электронным сканированием, моноимпульсной пеленгации и методов сопровождения точечных воздушных радиолокационных целей с учетом отражений от пространственно-протяженных подстилающих поверхностей.

Практическая значимость. Представленные результаты работы могут быть использованы при разработке малогабаритных бортовых импульсно-доплеровских РЛС для предупреждения о столкновениях на догонных курсах.

Бестугин А.Р., Рыжиков М.Б., Новикова Ю.А. Улучшение эффективности пеленгации по углу места при сопровождении в сис-темах радиолокационного предупреждения о столкновениях в воздухе на догонных курсах // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 8.
С. 71-79. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202408-07

1. Ryzhikov M.B., Kovregin V.N., Novikova Yu.A. Selection of pulse repetition frequency in radar for flight prediction to detect flight trajectories of small aircraft and unmanned aerial vehicles at low altitudes // Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2022. 6 p.
2. Меркулов В.И., Верба В.С., Ильчук А.Р., Колтышев Е.Е. Автоматическое сопровождение целей в РЛС интегрированных авиационных комплексов. Сопровождение одиночных целей. Т.2. М.: Радиотехника. 2018.
3. Дудник П.И., Кондратенков Г.С., Татарский Б.Г., Ильчук А.Р., Герасимов А.А. Авиационные радиолокационные комплексы и системы. М.: Изд-во ВВИА им. проф. В.И. Жуковского. 2006.
4. Бестугин А.Р., Рыжиков М.Б., Новикова Ю.А., Киршина И.А. Оценка эффективности применения антенн с несимметричной диаграммой направленности для снижения влияния помех от земной поверхности на обнаружение со средней частотой повторения в бортовых импульсных радиолокационных станциях // Радиотехника. 2023. Т.87. № 6. С. 32-40. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202306-04.
5. Садов Д.А., Христенко А.В., Новиков А.В., Ровкин М.Е. Экспериментальное исследование рассеяния электромагнитных волн подстилающей поверхностью в диапазоне сантиметровых и миллиметровых волн // Радиотехника и электроника. 2019. T. 64. № 4. С. 356-360.
6. Taekyeong Jin, Yisok Oh. An improved semi-empirical model for radar backscattering from rough sea surfaces at X-band // Journal of Electromagnetic Engineering and Science. V. 18. № 2. 2018. Р. 136-140.
7. Veijola, Katriina, Juval Cohen, Marko Mäkynen, Juha Lemmetyinen, Jaan Praks, and Bin Cheng. X- and Ku-band SAR backscattering signatures of snow-covered lake ice and sea ice // Remote Sensing. 2024. V. 16. № 2. Р. 1-29. https://doi.org/10.3390/rs16020369.
8. Хансен Р.С. Фазированные антенные решетки. М.: Техносфера. 2012.
9. Jafar Ramadhan Mohammed and Khalil H. Sayidmarie. Synthesizing asymmetric side lobe pattern WITH steered nulling in nonuniformly excited linear arrays by controlling edge elements // Hindawi International Journal of Antennas and Propagation. 2017. V. 2017. Р. 7.
10. Bestugin A.R., Ryzhikov M.B., Svanidze V.G., Novikova Y.A. Target direction finding errors of airborne weather radars based on multichannel phased antenna array associated with non-identity of partial antennas and thermal noise of the receiving device // Proceedings of the 2019 Antennas Design and Measurement International Conference (ADMInC 2019). Saint Petersburg. 2019.
    Р. 67-71.
11. Коврегин В.Н., Коврегина Г.М., Мурзаев А.С. Адаптивно-робастное всеракурсное наблюдение разнотипных объектов в главном луче радара с квазинепрерывным ЛЧМ-излучением // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 1. С. 50-61. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202306-02.