ОЦЕНИВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ КВАЗИНЕПРЕРЫВНОМ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОМ ЗОНДИРУЮЩЕМ СИГНАЛЕ

Самойленко М.В. Оценивание распределения отражательных характеристик при квазинепрерывном сверхширокополосном зондирующем сигнале // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 6. С. 848-856. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-6-848-856

Предмет исследования. Представлен новый метод оценивания распределения отражательной характеристики по заданному объему — зоне ответственности. Такое распределение позволяет выявлять неоднородности, обнаруживать и оценивать отражательные характеристики малоразмерных объектов в однородной среде. Задача решается с использованием зондирующего сверхширокополосного непрерывного сигнала и множества приемных датчиков. Метод. Метод основан на принципах томографического подхода в обработке сигналов — многоканальной томографии. Зона ответственности разбивается на элементы разрешения. Распределение отражательной характеристики ищется в дискретизированном варианте как вектор отражений, каждая компонента которого есть отражательная характеристика соответствующего элемента разрешения. В качестве отражательных характеристик элементов разрешения рассматриваются удельные эффективные поверхности рассеяния. Согласно принципам многоканальной томографии получено векторно-матричное уравнение отображения, в котором оригиналом является вектор отражений, а отображением — объединенные в вектор измерения приемных датчиков. Это уравнение является исходным для оценивания вектора отражений. Рассмотрены три варианта оценивания: методом псевдообращения, методом псевдообращения с усреднением и новым методом на основе корреляционной обработки. Основные результаты. С использованием компьютерных экспериментов выполнен анализ возможностей предложенного метода оценивания распределения отражательных характеристик по элементам разрешения, на которые разбита зона ответственности. Эксперименты показали преимущество корреляционного метода: этот метод, в отличие от методов псевдообращения, позволяет выявлять отражающие элементы разрешения как при увеличении их числа в зоне ответственности, так и при наличии искажений зондирующего сигнала. Практическая значимость. Результаты работы могут найти применение, например, в области подпоерхностного зондирования для выявления неоднородностей в однородной среде.

1. Радзиевский В.Г., Трифонов П.А. Обработка сверхширокополосных сигналов и помех. М.: Радиотехника, 2009. 288 с.

2. Зайцев А.В., Битаев Е.С., Амозов Е.В., Романчук А.С. Методика синтеза сверхширокополосной линейной печатной антенной решетки с диаграммой направленности заданной формы // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2014. № 1(29). С. 3645.

3. Баум К.Э. Новые методы нестационарного (широкополосного) анализа и синтеза антенн и рассеивателей // ТИИЭР. 1976. Т. 64. № 11. С. 5374.

4. Костылев А.А. Идентификация радиолокационных целей при использовании сверхширокополосных сигналов: методы и приложения // Зарубежная радиоэлектроника. 1984. № 4. С. 75102.

5. Кузнецов Ю.В., Баев А.Б., Коновалюк М.А. Определение параметров многоточечных целей по спектру радиолокационного изображения // Вестник Московского авиационного института. 2010. Т. 17. № 3. С. 193198.

6. Нечаев С.С., Анисимов С.Ю. Особенности функционирования комплексов подповерхностного обнаружения объектов с помощью сверхширокополосных сигналов // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2013. № 1(4). С. 289294.

7. Лазоренко О.В., Черногор Л.Ф. Сверхширокополосные сигналы и физические процессы. 2. Методы анализа и применение // Радиофизика и радиоастрономия. 2008. Т. 13. № 4. С. 270322.

8. Астанин Л.Ю., Костылев А.А. Основы сверхширокополосных радиолокационных измерений. М.: Радио и связь, 1989. 192 с.

9. Залогин Н.Н., Калинин В.И., Скнаря А.В. Активная локация с использованием широкополосных хаотических сигналов // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2011. Т. 3. № 1. С. 317.

10. Скнаря А.В., Разин А.А., Тощов С.А., Демидов А.И. Сверхширокополосные зондирующие сигналы в гидроакустических системах // Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2018. Т. 10. № 2. С. 209212. doi: 10.17725/rensit.2018.10.209

11. Гречаник К.А., Докучаев В.Н., Исько Ф.Ф., Ханов В.Х. Обработка cверхширокополосных сигналов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2010. Т. 1. № 6. С. 155–156.

12. Шишанов С.В., Мякиньков А.В. Система кругового обзора для транспортных средств на основе сверхширокополосных датчиков // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2015. № 2. С. 55–60.

13. Самойленко М.В. Томография и аэрокосмические антенные системы. М.: Издательство МАИ, 2011. 148 с.

14. Самойленко М.В. Обработка сигналов в задачах локационных измерений и оценивания. М.: Издательский дом «Спектр», 2016. 260 с.

15. Самойленко М.В. Способ определения отражательных характеристик и координат элементов объема протяженного объекта при его сверхширокополосном зондировании. Патент RU 2482510. Бюл. 2013. № 14.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License