WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«АНТЕННЫ РЛС П-37 ДЛЯ ИМИТАЦИИ СИГНАЛЬНО-ПОМЕХОВОЙ ОБСТАНОВКИ к.т.н. М.Р. Арасланов, М.П. Батуринский, к.т.н. В.Г. Гартованов (представил д.т.н., проф. О.И. Сухаревский) Предложен ...»

УДК 621.396:355.42

МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРАВЛЕННЫХ СВОЙСТВ

АНТЕННЫ РЛС П-37 ДЛЯ ИМИТАЦИИ

СИГНАЛЬНО-ПОМЕХОВОЙ ОБСТАНОВКИ

к.т.н. М.Р. Арасланов, М.П. Батуринский, к.т.н. В.Г. Гартованов

(представил д.т.н., проф. О.И. Сухаревский)

Предложен способ моделирования результирующих направленных свойств

зеркальных антенн обзорных радиолокаторов. Приведены примеры имит ации сигнально-помеховой обстановки с использованием полученных моделей диаграммы направленности антенны РЛС П-37 .

Постановка проблемы и анализ литературы. Возросшие за последнее время возможности вычислительных средств позволяют методом моделирования исследовать сложные процессы и явления в реал ьном масштабе времени. Для средств радиолокации появляется возмо жность оценивать эффективность образца вооружения на различных этапах его разработки и эксплуатации, для чего необходимо иметь модели эхо-сигналов целей и помех, а также модели самих средств радиолокации. Следует отметить, что при составлении таких моделей особое значение имеет описание результирующей диаграммы направленности антенны (ДНА) РЛС с учетом влияния подстилающей поверхности .

Одним из распространенных радиолокационных средств является РЛС П-37. На ее примере проводилось моделирование направленных свойств антенны и сигнально-помеховой обстановки .

Обычно в имитационном моделировании диаграммы направленности антенны РЛС в вертикальной и горизонтальной плоскостях аппроксим ируют только главным лепестком [1] .



Боковые лепестки или вообще не учитывают (их уровень равен нулю), или задают их посто янный уровень для всех углов. Названные способы не позволяют корректно моделир овать некоторые ситуации, например, воздействие постановщика акти вных шумовых помех (АШП) на РЛС. В большей степени реальной диаграмме направленности антенны соответствует модель, полученная путем Фурье преобразования амплитудно-фазового распределения поля (АФР) в раскрыве антенны с дальнейшим использованием только гла вного и ближних боковых лепестков, ввиду существенного значения ош ибок при расчете дальних лепестков [2] .

к.т.н. М.Р. Арасланов, М.П. Батуринский, к.т.н. В.Г. Гартованов, 2003 166 ISSN 1681-7710. Системи обробки інформації, випуск 5, 2003 Целью статьи является изложение способа моделирования результирующей ДНА на примере РЛС П-37 и метода имитации сигнальнопомеховой обстановки .

Исходные условия. При использовании предложенного способа задания ДНА РЛС принимаются следующие допущения:

диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости для свободного пространства находится путем одномерного пространстве нного Фурье преобразования от АФР поля, наведенного облучателями в раскрыве антенны, т.е. в плоскости сечения, которое проходит через ф окальную ось перпендикулярно поверхности Земли;

для описания ДНА в горизонтальной плоскости в качестве раскр ыва антенны используется горизонтальное сечение отражателя, также проходящее через фокальную ось;

отражатель антенны представляет собой несимметричную вырезку из идеально проводящего параболоида вращения;

неточности изготовления отражателей и влияние на них различных факторов (деформации, действие метеофакторов и т.п.) учитывается в среднеквадратическом отклонении амплитуды и фазы поля в раскрыве антенны в, от расчетного, а также радиусом корреляции ошибок амплитуды и фазы в, с коэффициентом корреляции rв (x,x1) r (x,x1), где х и х1 – координаты точек в раскрыве антенны;



закон распределения ошибок квадратурных составляющих АФР поля в точках раскрыва антенны принимается нормальным с нулевым математическим ожиданием;

амплитудно-фазовое распределение поля в раскрыве антенны находится методом геометрической оптики;

калибровка модели проводится по данным технического описания на образец вооружения;

время облучения цели считается достаточно малым, в течение которого АФР не меняется;

двумерная ДНА находится путем перемножения соответствующих составляющих для горизонтальной и вертикальной плоскостей .

Учет влияния различных внешних факторов на антенну проводи тся путем добавления к рассчитанной регулярной составляющей АФР в ра скрыве антенны случайной составляющей с заданными характеристиками распределения. При формировании сигнала на выходе линейной части приемного тракта РЛС, помимо модуляции его диаграммы направленности антенны, добавляется шумовая составляющая, имитирующая шумы антенны и приемного тракта .

Модель результирующей ДНА РЛС П-37. Расчет ДНА в горизонтальной плоскости проводится вкруговую с шагом. В вертикальной плоскости расчет осуществляется также вкруговую, но с учетом отр аженных и рассеянных Землей электромагнитных волн, пр иводящих к искажениям ДНА. Учет влияния Земли производится с использованием фацетно-рассеивающего метода [3] .

Диаграмма направленности антенны в окрестности главного луча для каждой плоскости находится апертурным методом [4]. Цифровое моделирование подразумевает переход от непрерывных сигналов и процессов к дискретным. Шаг дискретизации l АФР выбирается исходя из условия l (теорема Котельникова) .

Коэффициент корреляции амплитудных и фазовых ошибок принимается независимым от положения точек раскрыва х и х1, а зависит x x12 x x12 2 только от расстояния между ними rB e, r e .

B

–  –  –

На рис. 3 представлена одна из реализаций модели ДНА П-37 в горизонтальной плоскости с учетом влияния шумов .

Данные, приведенные на рисунках, хорошо согласуются с соответствующими данными, представленными в техническом описании Рис. 3. Модель ДНА П-37 в горизонтальной плоскости на образец воружения в пределах главных лучей и ближних боковых .

При описании ДНА представляется в виде дискретных выборок в горизонтальной плоскости вкруговую с шагом, определяемым темпом обзора пространства и периодом посылки зондирующих сигналов РЛС, а в вертикальной плоскости в верхней полусфере – с шагом, равным потенциальной точности измерения угла визирования точечного объекта, но не более половины ширины луча .

Из-за невозможности простыми методами без измерения параметров ближнего поля получать достоверные результаты расчетов дальних боковых лепестков ДНА, они задавались в виде случайных реализаций с учетом специфики пространственного спектра антенны РЛС .



В этом сл учае можно, в принципе, обеспечить формирование модели сигналов и помех, адекватных реальным в среднестатистическом смысле. Другими словами, не будет обеспечено точное совпадение пространственных и энергетических параметров модели с реальными параметрами сигналов и помех, обусловленными дальними боковыми лепестками ДНА данной РЛС, но будет обеспечен учет влияния пространственных и энергетических параметров моделей сигналов и помех в виде случайных реализ аций, похожих на реальные .

Модель сигнально-помеховой обстановки. Разработанная модель ДНА использована при имитации сигнально-помеховой обстановки .

Мощность сигнала Р пр, отраженного от цели, на входе приемника каждого приемного канала находится согласно формуле радиолокации из соотношения [5]:

15 Pпер D maxF 4, 2 Pп p, (1) 8 Zc 2 r 4 где Pпер – мощность передатчика соответствующего канала; F, – нормированное значение ДНА по полю для соответствующего ла; – значение эффективной поверхности рассеяния цели; r – расстояние до цели; Z c – сопротивление свободного пространства; D max – максимальное значение коэффициента направленного действия антенны, кот орое находится из соотношения [2] D max. (2) F, sin d d Уровень воздействующей АШП на входе приемника РЛС находится из соотношения [5] Pпом D maxF 2,, Pп pАШП (3) 4 r 2 4 где Pпом – мощность источника АШП .

При расчете по формулам (1), (2) и (3) использовались значения ДНА, которые рассчитывались согласно приведенному выше способу .

Для наглядности представления результатов была разработана м одель индикатора кругового обзора (ИКО). При создании модели ИКО РЛС П-37 реализованы основные органы управления ИКО и режимы работы станции. Для повышения скорости отображения графической и нформации предлагается использовать высокопроизводительную граф ическую библиотеку OpenGL .

В качестве примера на рис. 4, а приведен вид экрана ИКО РЛС П-37 с отметками от целей, а также пассивными помехами в виде отражений от местных предметов. Правдоподобность обусловлена пространстве нным совпадением параметров модели отражений от местных предметов с географическим положением отражателей, а близость к реальным уро вням отражений обеспечена соответствующей калибровкой с использов анием экспериментальных данных, приведенных в [6] .

а) б) Рис. 4. Примеры моделей сигнально-помеховой обстановки для РЛС П-37 Межпериодная декорреляция модели мешающих отражений обеспечена взвешенным суммированием реализаций эхо-колебаний от точечных отражателей в элементе разрешения на заданной дальности вкруг овую для каждого периода посылок с учетом перемещения ДНА в проце ссе обзора. Декорреляция по дальности обеспечена использованием независимых квадратурных выборок из случайного процесса с нормальным законом распределения в каждом элементе разрешения .

На рис. 4, б показан вид экрана ИКО при наличии АШП и облака дипольных отражателей. Эффект от действия АШП наблюдается не только с направления постановщика, но и других, что обусловлено боковыми лепестками ДНА РЛС .

Характерной особенностью представленных примеров моделей я вляется то, что в них обеспечена пространственно-временная доплеровская модуляция отражений и их декорреляция, обусловленная движением объектов и влиянием боковых (дальних и ближних) лепестков ДНА .

Близкие к реальным обеспечиваются и корреляционные свойства мод елей активных маскирующих помех .

Выводы. Таким образом, предложенный способ моделирования р езультирующих направленных свойств антенны на примере РЛС П-37 позволяет обеспечить правдоподобность ее параметров не только в пределах главного луча и ближних боковых, но и дальних, структуру кот орых можно изменять случайным образом. Изложенный метод имитации сигнально-помеховой обстановки может быть полезен при определении параметров зон обнаружения РЛС, при решении задачи выбора позиции РЛС и при испытаниях новых систем и узлов радиолокаторов .

ЛИТЕРАТУРА

1. Громов Г.Н., Иванов Ю.В., Савельев Т.Г., Синицын Е.А. Адаптивная пространственно-доплеровская обработка эхо-сигналов в РЛС управления воздушным движением. – С.-Пб., 2002 .

2. Шифрин Я.С. Антенны. – Х.: ВИРТА, 1976 .

3. Арасланов М.Р., Бабак Э.Н., Гартованов В.Г., Колесник А.Н. Фацетнорассеивающий метод определения результирующих направленных свойств антенны обзорной РЛС в вертикальной плоскости при неровностях окр ужающей земной поверхности // Збірник наукових праць. – Х.: ХВУ. – 2001. – Вип. 7(37). – C. 51 – 54 .

4. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Наука, 1989 .

5. Дулевич В.Е., Коростелев А.А. и др. Теоретические основы радиолокации. – М.: Сов. радио, 1964 .

6. Кулемин Г.П., Разсказовский В.Б. Рассеяние миллиметровых радиоволн поверхностью Земли под малыми углами. – К.: Наук. думка,1987 .

Поступила 4.08.2003

АРАСЛАНОВ Михаил Римович, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник научного центра при ХВУ. В 1985 году окончил Киевское высшее инженерное радиотехническое училище ПВО. Область научных интересов – радиолокация, вооружение радиотехнических войск .

БАТУРИНСКИЙ Мирослав Павлович, адъюнкт ХВУ. В 2000 году окончил Харьковский военный университет. Область научных интересов – имитационное цифровое моделирование в радиолокации .

ГАРТОВАНОВ Владимир Григорьевич, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник научного центра при ХВУ. В 1967 году окончил АРТА. Область научных интересов – радиолокация, радионавигация, вооружение и военная техника .






Похожие работы:

«Учреждение образования "Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники" СОГЛАСОВАНО Проректор по учебной работе и социальным вопросам _А.А. Хмыль _._. 2013 Регистрационный № УД-_р. ИНОСТРАННЫЙ ЯЗЫК (английский,...»

«ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА КАК ПРЕДМЕТ СЕМИОТИКИ Н.А. Тарабанов В статье определяются специфика и основные принципы семиотического подхода к исследованию информационных (компьютерных) систем, которые предлагается рассматривать в единстве организационного, концептуального и технологическ...»

«Тема 16 Методы и технологии моделирования. Информационная модель объекта Методы и технологии моделирования Все многообразие способов моделирования, рассматриваемого теорией моделирования, можно условно разделить группы. Аналитическое моделирование заключается в построении модели, основанной на описании поведения объекта и...»

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СИСТЕМ Ахмадеев Артур Эдуардович Выпускная квалификационная работа бакалавра Алгоритмы управления подвеской автомобиля Направление 010400 Прикладная математика и информатика Научный руководитель...»

«Объекты для проведения практических занятий Кабинет №19 Жалюзи 4 информатика Колонки Genius 1 Подставка для цветов 1 Стол демонстрационный под аудиторную доску 1 Тумба 1 Стол ученический 1 "Введ...»

«УДК 681.3 О.В. БЫЧЕНКО, В.Д. ЛЕВЧУК, И.В. МАКСИМЕЙ, С.Ф. МАСЛОВИЧ, В.С. СМОРОДИН, В.И. СЕЛИЦКИЙ, А.М. ПОТАШЕНКО ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ Abstract: An actuality of project modeling of the...»

«Департамент Образования города Москвы Северо-Западное окружное Управление образования Окружной методический центр Окружной ресурсный центр информационных технологий ПРОГРАММА Профессионального обучения для учащихся 10 – 11 классов общеобразовательной школы профиль: "Информатика и информационные технологии. (Пр...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.