11 марта 2016г.
Аннотация.
Эффективная разрешающая способность угломерных систем на основе антенных решёток может быть увеличена за счёт вторичной цифровой обработки принятых сигналов. На основе решений обратных задач разработаны необходимые для этого алгоритмы.
1. Введение. Постановка задачи
Важнейшая современная проблема совершенствования систем радиолокации, навигации дистанционного зондиования – повышение информативности. Одно из основных направлений её решения – повышение углового разрешения. Для его увеличения приходится увеличивать размеры и усложнять конструкцию систем, что значительно увеличивает их стоимость и не всегда технически возможно. Предлагаемые методы обработки результатов наблюдений позволяют повысить эффективное разрешение без внесения каких-либо изменений конструкцию систем [1-5].
2. Метод решения
Для объектов, находящихся в дальней зоне, разрешение по углу на основе критерия Рэлея принято представлять в виде:
что соответствует ширине диаграммы направленности (ДН) системы θ0,5, где d - размер апертуры, l - длина волны излучения. Оценка ширины ДН в виде (1) носит фундаментальный характер, она следует из соотношения неопределённостей. Величина углового разрешения (1) введена несколько искусственно, на основе возможности визуального различения двух близко расположенных объектов. Это даёт принципиальную возможность увеличить разрешение при обработке результатов наблюдений по специально разработанным алгоритмам [6-8].
Пусть в секторе обзора по одной из координат находится объект с конечными угловыми размерами. Распределение излучаемого источником (или отражённого) сигнала обозначим I(α). Тогда на выходе приёмного устройства при сканировании получим зависимость огибающей сигнала в виде U(a). Связь величин I, U и ДН f(α) выражается в виде линейного интегрального уравнения (ЛИУ) Фредгольма первого рода типа свёртки:
Полученные решения устойчивы, положения максимумов найдены с хорошей точностью. Функция, описывающая угловое распределение амплитуды источников сигнала, найдена
с некоторыми количественными ошибками, хотя в целом правильно
описывает характерные особенности источника. Без обработки
сигнала эти источники разрешаются на расстоянии 1,3 и 1,7q0,5. Предлагаемый метод обработки сигнала позволяет
повысить эффективное разрешение в 2-7 раза по сравнению с критерием Рэлея.
Список литературы
1. Б.А. Лаговский - Методы повышения эффективного углового разрешения
малоразмерных целей в задачах радионавигации и радиолокации // Антенны.
– 2007. - № 9(124). - С. 50 -55.
2. Б.А. Лаговский - Сверхразрешение на основе синтеза
апертуры цифровыми
антенными решетками // Антенны. -2013. - № 6. - С. 9 -16.
3.
B.A. Lagovsky, A.B. Samokhin - Image Restoration of Two-dimensional Signal Sources
with Superresolution // Progress In Electromagnetics Research
Symposium Proceedings (PIERS),
Sweden.- 2013. - P. 315-319.
4.
B.А. Lagovsky
- Superresolution: Simultaneous Orthogonalization of Function
Systems Describing the Received Signal and its Source // Progress In Electromagnetics Research
Symposium. PIERS Proceedings 2012. - P. 993 – 996.
5. Б.А. Лаговский, И.Ю. Шумов - Восстановление двумерных изображений источников излучения со сверхразрешением // Антенны. - 2013. - № 4. - С. 60 - 65.
6. Б.А. Лаговский - Восстановление изображения групповой
цели цифровыми антенными
решетками // Антенны. - 2011. - № 2(165), - С. 40 -46.
7. Б.А. Лаговский, А.Б. Самохин - Устойчивость алгебраических методов
восстановления изображений источников с повышенным угловым разрешением // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2011. - № 4. - C. 6-12.
8.
Б.А. Лаговский, А.Б. Самохин - Формирование изображений радиолокационных целей со сверхразрешением алгебраическими методами. // Успехи современной радиоэлектроники. – 2014.-
№ 8.- С. 23-27.
