Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0218U000588, 0115U000224 , Науково-дослідна робота Назва роботи Розвиток та дослідження методів теорії багаточастотної фазової радіолокаційної дальнометрії Назва етапу роботи Керівник роботи Любчик Віталій Романович, Доктор технічних наук Дата реєстрації 13-02-2018 Організація виконавець Хмельницький національний університет Опис етапу Об'єкт дослідження: Теорія багаточастотної фазової радіолокаційної дальнометрії. Предмет дослідження: Процеси багаточастотного фазового радіолокаційного визначення дальності та радіальної швидкості рухомих та нерухомих цілей. Мета: розвиток теорії багаточастотної фазової дальномтерії, розробка та дослідження методів радіолокаційного вимірювання дальності та радіальної швидкості цілей з врахуванням частотних хараткеристик систем, траси поширення радіохвилі. Методи дослідження. Для вирішення поставлених в дисертації задач застосовувалися методи теорії радіотехнічних систем, диференційного числення, теорії комплексних чисел, лінійної алгебри, теорії вимірювань, теорії похибок, теорії ймовірності та математичної статистики, методів чисельного розв'язання рівнянь та систем лінійних рівнянь. Експериментальні дослідження проводилися з використанням дослідних макетів та вимірювальних приладів, а також фізичних та математичних методів імітаційного моделювання шляхом числового аналізу та комп'ютерного моделювання за допомогою прикладного пакету Maple15, MatLab2013 та комп'ютерних програм написаних на мовах програмування C++ та Pascal. Теоретичні результати. Дістали подальшого розвитку теоретичні основи багаточастотних фазових вимірювань дальності об'єктів та їх параметрів. В основу подальшого розвитку теорії покладено взаємозалежності від амплітудою та фазовим зсувом гармонічних зондуючих сигналів на різних частотах, які проявляються у зростанні та спаданні амплітуди сумарного сигналу в точці прийому при набутті, що дозволило отримати аналітичні залежності, які встановлюють взаємозв'язок між сигналами, відбитими від кожного об'єкту та сумарним відбитим сигналом у тригонометричній та експоненційній формах. Розроблено аналітичні багаточастотні фазові методи вимірювання дальності та параметрів об'єктів, які полягають у розв'язанні системи нелінійних рівнянь. яка описує залежності сумарного відбитого гармонічного сигналу та сигналів, відбитих від кожного об'єкту на частотах з кратністю 1:2:3:…:2N. Для запису системи рівнянь проводиться зондування N об'єктів 2N сигналами. Результатом розв'язання системи рівнянь є значення параметрів векторів гармонічних сигналів, відбитих від кожного об'єкту. Досліджено залежності похибки та роздільної здатностібагаточастотних фазових методів від похибки задавання сітки зондуючих частот, кроку частоти, похибки визначення фазових зсувів та амплітуд сумарних відбитих сигналів. Проведено математичне моделювання вимірювання дальності, яке показало, що похибка вимірювання дальності та роздільна здатність зі спаданням похибки встановлення частоти та розширенням кроку зміни частоти зондуючих сигналів спадає за експоненційною залежністю. При зменшенні похибки вимірювання фазового зсуву та амплітуди сумарних зондуючих сигналів похибка вимірювання дальності спадає лінійно. Отримано аналітичні залежності знаходження похибок вимірювання дальності різними методами в залежності від похибок визначення параметрів сумарних гармонічних сигналів. Під час застосування аналітичних фазових методів вимірювання дальності, значний вплив на точність визначення дальності має число обумовленості матриці системи рівнянь, що описує залежності між сумарними зондуючими сигналами та сигналами, відбитими від кожного об'єкту. Практичні результати. 1. Розроблено математичні моделі та алгоритми математичного моделювання багаточастотного фазового методу із врахуванням нестабільності частоти зондуючих сигналів, впливу шумів на результати зондування та вимірювання фазових зсувів та амплітуд сумарних сигналів. В результаті проведення математичного моделювання в середовищі MatLab показано адекватність аналітичних виразів багаточастотного фазового методу вимірювання дальності підповерхневих об'єктів. 2. Розроблено структурні схеми та алгоритми роботи систем підповерхневого радіолокаційного зондування. Основними блоками схеми є синтезатор зондуючих частот, блоки вимірювання амплітуди та фазового зсуву сумарних зондуючих сигналів і блок обчислення. 4. Розроблено структурні та принципові схеми вольтметра середньоквадратичних значень підвищеної точності. Виготовлено лабораторний макет та досліджено його метрологічні характеристики. 5. Розроблено та виготовлено лабораторні макети пристроїв пошуку об'єктів, визначення дальності та їх коефіцієнтів відбиття за багаточастотним фазовим методом. Перевірена працездатність методу за допомогою розроблених та виготовлених макетів шляхом вимірювання неоднорідностей кабельних ліній зв'язку. 6. Розроблено структурні схеми систем радіолокаційного спостереження, які в своєму складі мають наступні обов'язкові блоки: синтезатор сітки частот або синтезатор сигналу з прямокутною обвідною спектру; приймально-передавальний блок, який може складатись з однієї передавальної та однієї або трьох прийомних антен; блоку вимірювання фазових зсувів та амплітуд спільних сигналів чи блоку дискретного перетворення Фур'є; обчислювального пристрою та індикатора. 7. Розроблено алгоритм роботи багаточастотних фазових систем визначення дальності та радіальної швидкості повітряних цілей, які дозволяють в автоматичному режимі формувати сітку часто зондувальних сигналів, проводити зондування цілей, вимірювати фазові зсуви та амплітуди сумарних відбитих сигналів, розраховувати дальності, коефіцієнти відбиття цілей, радіальні швидкості рухомих цілей. Ефективність упровадження. Застосування розроблених методів дозволяє проводити виявлення і спостереження підповерхневих об'єктів, якими є міни, підземні тонелі, комунікації тощо. Для застосування багаточастотних фазових методів є модифікації що дозволяють враховувати електрофізичні властивості різних підповерхневих середовищ, а це, в свою чергу, підвищує точність та роздільну здатність по глибині. Результати наукової розробки можна застосовувати для побудови радіолокаційних систем та комплексів різноманітного призначення. Сфера використання. Теоретичні положення та методи радіолокаційних вимірювань можна використовувати для розробки принципово нових систем дальнометрії та вимірювання радіальної швидкості цілей як у цивільній та і у військовій областях. Особливо це актуально при розробці радіолокаційних систем, що повинні розрізняти цілі на невеликих відстанях одне від одного на одній лінії. Особливістю способу є можливість застосування неперервних зондуючих сигналів, що дозволить розробляти радіолокаційні системи із одночасним високоточним вимірюванням як дальності так і радіальної швидкості цілей. Також є можливість застосування зондуючи сигналів з прямокутною обвідною спектра та мінімальним пік-фактором, що представляють собою детерміновані шумоподібні сигнали, які можуть забезпечити скритність зондування при збереженні переваг активних радіолокаційних систем Опис продукції Розроблено аналітичні багаточастотні фазові методи вимірювання дальності та параметрів об'єктів, які полягають у розв'язанні системи нелінійних рівнянь. яка описує залежності сумарного відбитого гармонічного сигналу та сигналів, відбитих від кожного об'єкту на частотах з кратністю 1:2:3:…:2N. Для запису системи рівнянь проводиться зондування N об'єктів 2N сигналами. Результатом розв'язання системи рівнянь є значення параметрів векторів гармонічних сигналів, відбитих від кожного об'єкту. Отримано аналітичні залежності знаходження похибок вимірювання дальності різними методами в залежності від похибок визначення параметрів сумарних гармонічних сигналів Автори роботи Євтушок Володимир Павлович Карпова Леся Вікторівна Левчунець Денис Олександрович Любчик Віталій Романович Рибій Віктор Олександрович Сенчишина Юлія Володимирівна Стецюк Віктор Іванович Чесановський Іван Іванович Шинкарук Олег Миколайович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити