А.П. Сонин¹

¹АО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Тестирование радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны (РСА) требует проведения дорогостоящих летных экспериментов с организацией полетов носителя, – самолета, либо беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Существует также не менее затратный способ тестирования РСА в наземных полигонных условиях с организацией движения РСА, например, по специально построенной железной дороге. Поэтому актуальной проблемой является разработка других, дешевых и простых способов тестирования РСА в лабораторных условиях, не требующих ни проведения полетов, ни построения специальных полигонов.

Цель. Провести анализ известных устройств DRFM, пригодных для тестирования РСА. Разработать структуру DRFM, формирующей искусственные карты для РСА.

Результаты. В статье рассмотрена технология тестирования РСА при помощи DRFM, формирующей искусственные карты снимаемой поверхности Земли. В начале статьи кратко описана классическая DRFM, формирующая ответные радиосигналы с постоянными в течение пачки зондирующих радиоимпульсов доплеровскими сдвигами для обычных радиолокаторов без синтезирования апертуры антенны. Показана невозможность использования данной DRFM для тестирования РСА. Далее описана DRFM, формирующая на радиолокационном изображении (РЛИ) РСА точечные отметки, пригодная для тестирования базовых характеристик РСА, таких, как разрешающая способность, уровень боковых лепестков отклика на точечную цель, динамический диапазон РЛИ. Приведены результаты разработки и испытания модуля DRFM, формирующего имитационные отметки с задаваемым пользователем расположением. И, в основном содержании статьи рассказывается о DRFM, способной формировать на РЛИ РСА искусственные карты снимаемой поверхности Земли. Представлены различные варианты структур данной DRFM и принципы формирования ответной цифровой радиоголограммы (ЦРГ). Предложена схема DRFM с азимутальным ресемплингом, позволяющая формировать искусственные карты для РСА, изменяющих период повторения зондирующих радиоимпульсов (ЗРИ).

Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при проектировании устройств DRFM, предназначенных для тестирования РСА путем формирования искусственных карт.

Сонин А.П. Тестирование радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны при помощи цифровой радиочастотной памяти (DRFM), формирующей искусственные карты // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24. № 2. С. 67−78. DOI: https:// doi.org/10.18127/j19998465-202302-09

1. Верба В.С., Неронский Л.Б., Осипов И.Г., Турук В.Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / Под ред. В.С. Вербы. М.: Радиотехника. 2010. 680 с.
2. Авиационные системы радиовидения: Монография / Под ред. Г.С. Кондратенкова.  М.: Радиотехника. 2015. 648 с.
3. Груздов В.В., Колковский Ю.В., Криштопов А.В., Кудря А.И. Новые технологии дистанционного зондирования Земли из космоса. М.: ТЕХНОСФЕРА. 2018. 482 с.
4. Sheldon C. Spector. A Coherent Microwave Memory Using Digital Storage: The Loopless Memory Loop. Association of Old Crows, issue of Electronic Warfare. 1975. Jan/Feb.
5. Lowenschuss O. Когерентная ВЧ память – новое средство для обработки сигналов. IEENEACON-80, Dayton. Proc. P. 1188–1194. пер. № 81/42813 в фонде ГПНТБ.
6. US Patent №4280219. Digital memory system / O. Lowenschuss, Bruce E. Gordon, Jul.21. 1981.
7. Карманов Ю.Т., Рукавишников В.М., Шуняев М.И. Исследование параметров цифровых устройств запоминания и воспроизведения радиосигналов. Сборник научных трудов ЧПИ. 1980. с. 70–76.
8. Авторское свидетельство № 187159 (СССР). Цифровой формирователь многократных ответных радиосигналов / Ю.Т. Кар­манов, М.И. Шуняев, В.М. Рукавишников, В.А. Хабин. с приоритетом от 5.11.1980 г.
9. Шуняев М.И., Рукавишников В.М., Мельников В.Н. Цифровые методы запоминания и воспроизведения радиосигналов // Теория и техника радиосистем: Сб. научных трудов ЧПИ. № 273. Челябинск: ЧПИ. 1982. С. 39–44.
10. Крылов В.В., Никашов К.Ю. Перспективы развития техники и технологии систем радиоэлектронной борьбы // Зарубежная радиоэлектроника. 1988. № 6.
11. McMillian G. Digital RF Memory (DRFM), Austin, TX: Systems & Processes Engineering Corp., 1996.
12. Карманов Ю.Т., Рукавишников В.М. Цифровые способы запоминания и воспроизведения радиосигналов // Цифровые радиотехнические системы. 1997. № 1. Челябинск: НИИ Цифровых Систем.
13. Афинов В. Направления совершенствования средств РЭП индивидуальной защиты самолетов // Зарубежное военное обозрение. 1998. № 7, № 9.
14. Schleher D. Curtis. Electronic Warfare in The Information Age. Artech House. 1999. 624 p.
15. Горбунов Ю.Н. Технология цифрового запоминания пространственных частот DRFM-S и перспективы ее внедрения в авионику нового поколения // Радиотехника. 2003. № 1. С. 67–72.
16. Карманов Ю.Т. Проблемы и перспективы развития цифровых устройств запоминания и воспроизведения радиосигналов // Цифровые радиоэлектронные системы. 2002–2004. № 5.
17. Сонин А.П. Основные тенденции в построении современных и перспективных цифровых устройств формирования помех на основе цифровой радиочастотной памяти (DRFM). По материалам открытой отечественной и зарубежной печати // Цифровые радиоэлектронные системы. 2002–2004. № 5.
18. Сонин А.П. Облик перспективной авиационной бортовой станции активных помех // Цифровые радиоэлектронные системы. 2002–2004. № 5.
19. Сонин А.П. Актуальные проблемы построения перспективных устройств DRFM и формирования эффективных ответных сигналов в условиях сложной сигнальной обстановки // Сборник докладов юбилейной НТК ЦНИИ РЭС. 2006.
20. Карманов Ю.Т. 25-летний опыт применения цифровых технологий обработки радиосигналов в НИИ Цифровых Систем ЮУрГУ // Вестник ЮУрГУ. 2007. № 23.
21. Непомнящий Г.А. О влиянии параметров цифрового устройства записи и воспроизведения на качество имитационного сигнала сложной структуры // Цифровые радиоэлектронные системы 2007–2008. № 7. С. 89–95.
22. Сонин А.П. Тенденции развития современных устройств DRFM. Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций». Самара: Самарский Государственный Аэрокосмический университет. 2009.
23. Добыкин В.Д., Куприянов А.И., Пономарев В.Г., Шустов Л.Н. Радиоэлектронная борьба. Цифровое запоминание и воспроизведение радиосигналов и электромагнитных волн. М.: Вузовская книга. 2009.
24. Патент РФ на изобретение 2443058С2 Устройство формирования когерентной помехи / А.П. Сонин.
25. Бородин A.M., Лобанов Б.С., Сонин А.П. Пути построения интегрированных бортовых радиотехнических комплексов с цифровой обработкой радиосигналов: Учеб. пособие. М.: МИРЭА. 2011. 57 с.
26. Сонин А.П. Цифровые широкополосные МЛАР и АФАР в EW-системах с полностью цифровой обработкой радиосигналов. Доклад на семинаре-совещании «Актуальные вопросы разработки и применения в аппаратуре РЭБ твердотельных активных многолучевых и фазированных антенных решеток». М.: ЗАО «Микроволновые системы». 8–9.11.2012 г.
27. Крючков И.В., Слюсаренко Д.В., Замятин В.И., Шатов П.В. Разработка универсальной широкополосной платформы цифровой обработки и синтеза радиосигналов в НИИ РЭТ МГТУ им. Н.Э. Баумана // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012.
28. Леньшин А.В. Принципы построения авиационных комплексов радиоэлектронной борьбы. Воронеж: ИПЦ ВГУ. 2011. 480 с.
29. Леньшин А.В., Зибров Г.В., Виноградов А.Д. Бортовые комплексы обороны воздушных судов: учебное пособие / Под ред. А.В. Леньшина. Воронеж: Научная книга. 2013. 309 с.
30. Леньшин А.В. Бортовые системы и комплексы радиоэлектронного подавления. Воронеж: Научная книга. 2014. 590 с.
31. Егоров Н., Кочемасов В. Технология цифровой радиочастотной памяти и ее применение в системах РЭБ // Электроника: НТБ. 2016. № 10. С. 62–71.
32. Сонин А.П. Применение цифровых сверхширокополосных антенных решеток в системах ресемплинговой радиолокации и радиопротиводействия: Доклад на семинаре-совещании «Актуальные вопросы разработки и применения широкополосных активных фазированных и многолучевых антенных решеток в системах радиолокации, связи, радиопротиводействия». М.: АО «Микроволновые системы». 2018.
33. De Martino A. Introduction to Modern EW Systems, 2nd edition. Boston; London: Artech House, 2018. 485 p.
34. Горбунов Ю.Н. Акопян Г.Л. Обработка и генерация хаотических сигналов в технологии DRFM: учет ресурсных ограничений // РЭНСИТ. 2020. № 12(2). P. 219–226. DOI: 10.17725/rensiit.2020.12.219.
35. Галашин М.Е., Лисовская Т.В., Мельников М.Ю., Кочеров А.Н., Полянский П.О. Формирование изображения ложной цели на экране радиолокаторов с синтезированной апертурой с помощью универсального устройства формирования сигнала на основе полузаказной СБИС 1879ВМ3 // Материалы конференции по беспилотным системам UVS Tech 2010.
36. Da-hai Dai, X.F. Wu, Xue-song Wang, Shun-ping Xiao. SAR Active-Decoys Jamming Based on DRFM. 2007 IET International Conference on Radar Systems.
37. Shoalehvar A. Synthetic Aperture Radar (SAR) Raw Signal Simulation. California Polytechnic State University. 2012.
38. Белоруцкий Р.Ю. Цифровые методы имитации эхосигналов РЛС с синтезированием апертуры антенны: Дис. ... канд. техн. наук: 05.12.14. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. Томск, 2014. 204 с.
39. Xu Yinhui, Zeng Dazhi, Yan Tao, Xu Xiaoheng. A Real-time SAR Echo Simulator Based on FPGA and Parallel Computing. TELKOMNIKA. September 2015. V.13. № 3. P. 806–812.
40. Сонин А.П., Хромцев А.В., Свирин Д.М. Тестирование радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны при помощи DRFM: Презентация доклада на соискание премии А.Л. Минца 2017 г. Москва: АО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца». 2017.
41. Zhu Yan, Zhao Guoqing, Zhang Yu. Research on SAR Jamming Technique Based on Man-made Map. 2006 CIE International Conference on Radar.
42. Jamal Saeedi. A New Hybrid Method for Synthetic Aperture Radar Deceptive Jamming – International Journal of Microwave Engineering (JMICRO). January 2019. V.4. № 1.