Моделювання каналу виявлення у шумових радіолокаційних станціях
Автор: Журомський Орест Вячеславович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Апаратура радіозв'язку, радіомовлення і телебачення
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська кваліфікаційна робота «Моделювання каналу виявлення у шумових радіолокаційних станціях» присвячена дослідженню методів спектральної та кореляційної обробки шумових сигналів і робиться їх оцінка стосовно шумових РЛС (ШРЛС) виявлення наземних об’єктів. Проведено дослідження методів СШП радіолокації високої роздільної здатності на основі шумових сигналів з тонкою спектральною структурою. Теоретично показана можливість отримання роздільної здатності по дальності, що в кілька разів перевершує роздільну здатність класичної шумової РЛС і отримати ефект надроздільності при взаємно кореляційній обробці [1]. У першому розділі записки до магістерської кваліфікаційної роботи розглянуто питання застосування сигналів із розширенням спектра, які характеризуються високою швидкістю передачі даних, електромагнітної сумісністю і завадостійкістю по відношенню до зовнішніх перешкод та шкідливої інтерференції при багатопроменевому поширенні сигналів [1-3]. У системах радіозв’язку з розширенням спектра здійснюється оптимальна обробка прийнятих сигналів з використанням когерентного опорного сигналу. Розглянуто також теоретичні та практичні питання, пов’язані із застосуванням кореляційної обробки шумових зондувальних сигналів. Серед переваг кореляційного методу обробки сигналів зазначено наступні: можливість застосування випадкових шумових сигналів, оскільки схема корелятора пов’язана з конкретної формою сигналу; відсутність невизначеності при одночасному вимірі дальності та швидкості руху цілей; великий динамічний діапазон вимірюваної дальності; зниження вимог до пікової потужності передавача при використанні сигналів з великою базою; можливість реалізації високої роздільної здатності за швидкістю та дальністю при низькій швидкості обробки даних та малому відношенні сигнал/шум на вході; висока завадостійкість та скритність роботи ШРЛС. У другому розділі магістерської кваліфікаційної роботи наведено опис структури та функціонування радіолокаційної станції колового огляду в ролі типової будови для можливої перебудови на застосування у ролі шумової РЛС. Третій розділ магістерської кваліфікаційної роботи присвячений питанням огляду та порівняльного аналізу двох методів обробки сигналів стосовно шумових РЛС: кореляційного та спектрального методів. Зазначено на можливість практичної реалізації спектрального методу обробки ШРЛС, що вигідно відрізняє його від кореляційного методу, для якого необхідне використання НВЧ ліній затримки. Істотними недоліками розглянутої одноканальної ШРЛС із послідовним методом спектрального оброблення сигналів є енергетичні втрати та необхідність оптимізації рівня опорного сигналу. У четвертому розділі магістерської кваліфікаційної роботи проведено аналіз методів формування шумових сигналів з великою базою на основі бінарних кодових послідовностей: кодів Баркера та послідовностей максимальної довжини. Розглянуто та наведено властивості коду максимальної довжини. Наведено тактико-технічні характеристики сучасних шумових РЛС, які на сьогодні використовуються у Збройних силах України. П’ятий розділ магістерської кваліфікаційної роботи присвячений моделюванню процесів виявлення та селекції цілей у шумових РЛС, що показало наступні ознаки шумових РЛС: розглянуті види шумових РЛС забезпечують можливість виявлення відбитих сигналів і натомість завадових шумів при вхідних співвідношеннях сигнал/шум менше 1. Кореляційний метод обробки за інших рівних умов забезпечує найбільше вихідне співвідношення сигнал/шум. Результати моделювання підтвердили можливість високої роздільної здатності шумових РЛС. Об’єкт дослідження – шумові радіолокаційні системи. Предмет дослідження – спектрально-енергетичні властивості складних сигналів. Сфера досліджень – системи ближньої радіолокації. Мета роботи: підвищення спектрально-енергетичної ефективності каналів шумових РЛС, моделювання роботи каналу в умовах дії завад. Ключові слова: обробка сигналів, шумовий сигнал, методи обробки, спектр сигналу, виявлення об’єкта, кореляційний метод, спектральний метод, зондувальний сигнал, завадостійкість, лінія затримки. Список літератури 1. Van Loon B. Radar 101: Celebrating 101 years of develop- ment // Proc. IEEE. – 2005. – 93, No. 4. – P. 844-846. 2. В.И. Калинин, В.В. Чапурский, Передача информации на основе шумовых сигналов со спектральной модуляцией // Радиотехника и электроника, 2015, Том 60, №10, С. 1025- 1035. 3. В.И. Калинин, В.В. Чапурский, Передача бинарной информации на основе непрерывных несущих шумовых колебаний // Успехи современной радиоэлектроники, 2015, №8, С. 27-36. 4. Калинин В.И., Радченко Д.Е., Черепенин В.А. Вероятностные характеристики цифрового канала передачи информации на основе непрерывных шумовых сигналов со спектральной модуляцией // Радиотехника, 2015, №8, С. 84-94. 5. Tiodor. Narytnik, Aladdin Amro, Michael Ilchenko, Valeri Kalinin, Osama Turabi. Sub- Terahertz Low Power UWB Communication Link for WPAN // Network and Complex Systems, 2012, Vol. 2, No. 4, p.45-49. 6. M. E. Ilchenko, V. A. Cherepenin, V. I. Kalinin, T. N. Narytnyk, V. V. Chapurskiy, Wireless terahertz communications with spectral modulation of UWB noise signals // Telecommunication Sciences, 2012, Vol. 3, N. 2, P. 39-43. 7. Ю.В. Гуляев, В.Я. Кислов, В.В. Кислов, В.И. Калинин, В.В. Колесов, Р.В. Беляев, Г.М. Воронцов, Широкополосные телекоммуникационные средства с кодовым разделением каналов на основе хаотических сигналов // Радиотехника, 2002, № 10, С.3-15. 8. Беляев Р.В., Калинин В.И., Колесов В.В. Формирование шумоподобной несущей в системах связи с расширением спектра // Радиотехника и электроника. 2001. Т.46. № 2. С.214-223. 9. Калинин В.И., Спектральная модуляция широкополосных шумовых сигналов // Радиотехника и электроника, 1996, Т. 41, № 4, С.488-493. 10. Калинин В.И., Сверхширокополосная передача информации с двойной спектральной обработкой шумовых сигналов // Письма в ЖТФ, 2005, Том 31, Вып.21, С.58-63.