| Радиолокаторы, их компоненты и технологии |
|
Радиолокаторы, их компоненты и технологии:
А) Сканирующий георадар
Предназначен для радиолокации подповерхностного зондирования, используемого для решения геоинформационных задач оперативного и неразрушающего мониторинга структуры подповерхностной среды в реальном масштабе времени.Связь с географическими координатами осуществляется при помощи глобальных навигационных систем. Имея достаточно высокую мобильность, георадар может использоваться при ведении геологических работ в подповерхностных слоях грунта в целях поиска месторождений, карстовых пещер, водоносных слоев, а также в геотехнических работах для контроля состояния фундаментов и других железобетонных конструкций, для поиска подземных коммуникаций и контроля состояния автострад, взлетно-посадочных полос, железнодорожных путей. Кроме того, он позволяет осуществлять экологический мониторинг, вести поиск объектов биологического происхождения в оптически непрозрачных средах, а также может использоваться для ледовой разведки и в археологии.
|
 |
| Характеристики георадара |
Значение |
| Излучаемая мощность |
3 Вт |
| Диапазон рабочих частот |
100-450 МГц |
| Максимальная глубина зондирования в зависимости от влажности грунта |
20-30 м |
| Разрешающая способность по глубине |
15-30 см |
| Подавление излучения и приема сигналов из верхней полусферы |
Более 40 дБ |
| Диаграмма направленности антенны под поверхностью земли |
30о |
| Потребляемая мощность |
20 Вт |
| Масса |
19 кг |
|
|
|
|
Б) Полупроводниковая радиолокационная система миллиметрового диапазона
Областью использования радиолокационной системы является контроль за деятельностью на участках местности с особым режимом (погранзона и т.п.), обзор летного поля и управление движением воздушных судов и транспортных средств по территориям аэродромов, контроль акваторий портов и судоходства в проливах и узостях
|
 |
| Приведенные ниже тактико-технические данные относятся к системе обзора летного поля |
|
|
1) Обнаружение целей, имеющих ЭПР более 1 м2 с вероятностью 0,9 при вероятности ложной тревоги 10-6 до дальностей не менее:
в условиях ясной погоды - 5 км; в дожде интенсивностью 16 мм/час - 3 км. |
| 2) Угловая разрешающая способность по азимуту - не хуже 0,25о. |
| 3) Разрешающая способность по дальности - не хуже 15 м. |
4) Зона обзора пространства в горизонтальной области при высоте установки антенны над грунтом 5…10 м:
по дальности - 90 ….5000м; по азимуту - 360о. |
| 5) Время обзора (период обновления информации) - 4 с. |
| 6) Подавление мешающих отражений от местности и осадков - не хуже 30 дБ. |
7) Наличие системы автоматического выделения и классификации целей по скорости передвижения (доплеровская селекция).
Цветовая маркировка целей на радиолокационном изображении на экране монитора по скоростному критерию. |
8) Возможность передачи радиолокационного изображения с радиолокационного модуля на диспетчерский пост или иной пункт наблюдения
по линии связи с параметрами "Ethernet". |
|
|
|
|
В) Шумовая радарная технология мм диапазона волн
Основывается на использовании шумовых (случайных) сигналов и их когерентной обработке при помощи корреляционного или спектрального анализа. Имеет широкую область применения в:
|
 системах предотвращения/предупреждения столкновений, которые имеют высокую разрешающую способность, точность, электромагнитную
совместимость и высокую защищенность от помех, а также малые габариты и вес; |
| системах навигации и обзора с высоким различением по дальности, которые имеют высокую надежность и экологическую чистоту; |
наземном интерферометрическом радаре с синтезированной апертурой для определения структурных изменений естественных или
искусственных объектов, например на объекте "Укрытие" Чернобыльской атомной электростанции; |
| шумовом радаре-рефлектометре для измерения положения электронной плазмы в реакторах управляемого термоядерного синтеза; |
| радаре переднего обзора для автоматизированных систем посадки самолетов, а также автоматизированных систем швартования кораблей. |
|
 |
| К достоинствам шумовых радарных систем следует отнести следующие: |
| высокая помехозащищенность; |
высокая электромагнитная совместимость и скрытность
действия; |
| высокое различение по расстоянию и скорости; |
высокая точность при совместном измерении расстояния и
скорости; |
| однозначность измерения расстояния и скорости; |
| высокая чувствительность; |
| низкий уровень пиковой мощности; |
| малые габариты и экономное потребление энергии. |
|
|
|
|
Г) Радиолокатор для спасателей
Переносная радиолокационная станция (масса 4,5 кг) предназначена для обнаружения живых людей за оптически непрозрачными преградами (завалы при разрушении зданий и природных образований, стены и перекрытия, закрытые помещения, нагромождения камней, обломков скал и т.п.). Позволяет обнаруживать живых людей под толщами сухого кирпича на глубине 1,5 м, сухого железобетона до 0,7 м, сухого гранита до 1,0 м. Радиолокатор для спасателей может применяться при ведении работ по спасению людей при стихийных и техногенных катастрофах, авариях и других чрезвычайных ситуациях.
|
 |
| Характеристики радиолокатора |
Значение |
| Разрешающая способность
по дальности |
0,5 м |
| Дальность действия, не менее |
10 м |
| Рабочая частота |
1 ГГц |
| Мощность излучения |
0,01 Вт |
| Потребляемая мощность |
20 Вт |
| Габаритные размеры без антенны |
150x150x350 мм |
| Масса без блока питнания |
4,5 кг |
|
|
|
|
Д) Видеоимпульсный подповерхностный георадар
Предназначен для подповерхностного зондирования с высокой разрешающей способностью (не менее 15-20 см) на глубинах до 2 м (мокрая глина) и до 10 м (сухой песок). Наиболее эффективен при ведении работ по зондированию на глубинах до 1 м.Видеоимпульсный георадар имеет производительность георадиолокационной съемки 3-4 км трассы в час, включая компьютерную обработку сигнала. Он может использоваться для ведения поиска подземных коммуникаций, таких как, труб (металлических и пластиковых), кабелей и др. и при исследованиях в различных целях приповерхностных слоев грунта.
|
 |
| Характеристики георадара |
Значение |
| Длительность импульса на выходе генератора |
1 нс |
| Разрешающая способность по дальности |
в воздухе - 15см
в грунте -
15см/
|
| Динамический диапазон (без накопления) |
90 дБ |
| Скорость непрерывного зондирования с учетом скорости сбора информации |
0,3 м/с |
| Энергопотребление (без ноутбука) |
8 Вт |
| Габариты (без ноутбука) |
0,3x0,6x0,1 м3 |
| Масса (без ноутбука) |
4 кг |
|
|
|
Если георадар предназначается для поиска неоднородностей в средах с ровной поверхностью, то он комплектуется дополнительно антенной системой моноимпульсного типа, обеспечивающей контрастное отображение объектов и более точную их локализацию.
Для георадара разработана антенная система, в которой реализован способ полной частотно-независимой развязки между передающим и приемным модулями антенной системы.
Программное обеспечение:
|
| |
| Программы загрузки и управления георадаром в процессе зондирования. |
Программа обработки результатов зондирования включает модуль автоматического
поиска локальных объектов. |
Для упрощения интерпретации результатов радиолокационного подповерхностного
зондирования разработано программное обеспечение, позволяющее выполнять
электродинамическое компьютерное моделирование изображений
георадиолокационных профилей подповерхностной структуры грунта любой
геометрической и электрофизической сложности при любых временных параметрах
зондирующего сигнала. |
|
|
|
|
|
|
|
Е) Малогабаритный радиолокатор мм диапазона волн
Предназначен для обнаружения на местности людей (дальность не менее 800 м), транспортных средств (дальность не менее 1500 м) и других объектов. Радиолокатор обеспечивает обнаружение объектов на фоне помех, создаваемых отражениями от местных предметов: поверхности суши, моря и гидрометеоров (дождь, снег, град). Общий вес радиолокатора, включая составные компоненты (СВЧ блок с поворотным устройством, блок обработки, автономный источник питания) составляет 18 кг, что позволяет мобильно использовать его при охране государственной границы, охране особо важных объектов, а также в целях повышения безопасного движения железнодорожного и автотранспорта
|
|
|
|
|
Ж) Радиометрическая система формирования радиотепловых изображений людей
Предназначена для обнаружения инородных объектов на теле человека, скрытых под одеждой. Радиометрическая система имеет радиус действия до 3,5 м, что позволяет использовать ее при работе служб безопасности в аэропортах, железнодорожных вокзалах, метро и других местах массового сосредоточения людей. В качестве приемной апертуры использована электродинамическая структура на основе принципов преобразования объемных электромагнитных волн в поверхностные волны, имеющая в своем составе металлическую дифракционную решетку в виде диска и диэлектрический волновод, которые технически реализованы в сканирующей антенне с электромеханическим управлением положением луча.
Система работает в диапазоне частот 86-100 ГГц в угловом секторе 34оx14о с числом каналов 16 (32). Поле наблюдения составляет 1,0x2,0 м2 при дистанции до объекта до 3,5 м. Данная продукция создана совместно с "НПП "Сатурн". Ниже представлены некоторые радиотепловые изображения человека в 3-мм диапазоне волн:
|
|
 |
 |
| естественное распределение яркости (а) |
| патронташ на поясе под одеждой (в) |
| другие инородные предметы под одеждой (б, г, д) |
|
|
|
З) Радиотепловая система обеспечения пожарных служб авиационной охраны лесов
Предлагаемый радиотеплолокатор (РТЛ) способен получать информацию о положении горящей кромки и протяженности активной зоны горения как при верховых, так и при низовых (скрытых пологом леса) и подземных пожарах (пожары на торфяниках). Применение кадрового обзора пространства позволяет обеспечить получение опережающей (по полету) информации о координатах очага. Растровый метод обзора представляется наиболее перспективным при решении задач оперативного характера, связанных с анализом информации и маневрированием в условиях пожарной обстановки. В предлагаемой системе использован метод сканирования в секторе углов, ориентированном по полету, многолучевой диаграммой направленности, лучи которой расположены в плоскости, ортогональной направлению полета.
|
|
 |
| Характеристики РТЛ (высота 1000 м) |
Значение |
| Рабочая длина волны |
3 мм |
| Количество рабочих лучей |
32 |
| Сектор сканирования |
±60о |
| Диаметр апертуры антенны |
400 мм |
| Пространственное разрешение в центре кадра |
8x8 м2 |
| Полоса обзора (в центре кадра) |
~300 м |
| Чувствительность каналов РТЛ |
1÷1,5 К |
| Вероятность обнаружения очага 10 м2 |
0,95
( ложноя тревога 10-4) |
|
|
|
|
| Построение радиотепловых изображений осуществляется в системе обработки информации непосредственно на борту летательного аппарата в режиме реального времени, с отображением на экране бортового монитора. Алгоритм построения изображений позволяет при использовании симметричного сектора сканирования (вперед и назад по полету) оперативно оценивать эффективность применения огнетушащих средств.
|
|
|
|
|
И) Мнoгoчacтoтный paдиoмeтpичecкий кoмплeкc (РМК) с коническим сканированием
Koмплeкc пpeднaзнaчeн для фopмиpoвaния paдиoтeплoвыx изoбpaжeний пoвepxнocти Зeмли с летательных аппаратов (ИСЗ, вертолет, самолет) в шecти чacтoтныx пoддиaпaзoнax элeктpoмaгнитнoгo cпeктpa. Oбзop пpocтpaнcтвa ocyщecтвляeтcя зa cчeт вpaщeния aнтeнны вoкpyг ocи, opиeнтиpoвaннoй в нaдиp, пo кoничecкoй oбpaзyющeй, пpи yглe визиpoвaния - 45,50. Bpaщeниe кpyгoвoe, oднocтopoннee, нeпpepывнoe c пepиoдoм 1,2-2 c. B диaпaзoнe выcoт 600-900 км oбecпeчивaeтся нaблюдeниe пoвepxнocти в пoлoce 900-1400 км пpи yглe нaблюдeния элeмeнтa пoвepxнocти - 51,3о-54,5о.
|
|
| |
| Характеристики РМК |
Значение |
| Paбoчий ceктop aзимyтaльныx yглoв |
±42о oт линии пoлeтa |
| Уpoвeнь бoкoвыx лeпecткoв диaгpaмм нaпpaвлeннocти |
27÷30 дБ |
| Пoляpизaциoннaя paзвязкa мeждy кaнaлaми |
нe xyжe 25 дБ |
| Длитeльнocть нeпpepывнoй paбoты PMK в тeчeниe oднoгo ceaнca |
дo 12 чacoв |
| Интeнcивнocть выxoднoгo инфopмaциoннoгo пoтoкa PMK при упaкoвкe данных |
до 60 Kбит/c |
|
|
|
|
К) Когерентные радиолокаторы в коротковолновой части миллиметрового диапазона
Разработаны твердотельная когерентная радиолокационная станция 3-мм диапазона и импульсная радиолокационная станция 2-мм диапазона на основе квазиоптического антеннофидерного устройства, которые предназначены для проведения натуральных исследований распространения радиоволн и свойств целей.
|
|
|
|
|
Л) Приемо-передающие сканирующие антенные системы на основе явления преобразования поверхностных электромагнитных волн в объемные
Уникальные электродинамические свойства создаваемых антенн, использующих явление преобразования поверхностных волн в объемные на периодических препятствиях, дают возможность использовать такие антенны при построении СВЧ-радиометрических рассеивающих систем для исследований экологической ситуации окружающего пространства, а также скрытого наблюдения объектов в интересах таможенных и охранных служб. Создаваемые антенные системы (АС) эффективно используются в активных локационных системах обзора поверхностей земли с целью обнаружения и идентификации объектов.
|
|
|
|
| В настоящее время данные АС используются в радиометрических комплексах и в радиолокационном комплексе обзора летного поля.
|
|
|
|
|
М) Гиперзвуковые линии задержки (ГЛЗ) сигналов СВЧ
ГЛЗ имеют основное предназначение как запоминающие устройства СВЧ сигналов и были впервые в мире предложены и разработаны в ИРЭ НАН Украины. Их действие основано на преобразовании электромагнитной волны СВЧ в гиперзвуковую, распространении этой волны в звукопроводе и обратном преобразовании ее в электромагнитную волну. ГЛЗ позволяет осуществить длительную задержку СВЧ сигнала при полном сохранении его когерентности по отношению к входному сигналу. Благодаря этому основным назначением ГЛЗ является использование в радиолокационных системах различного назначения. В настоящее время они используются в качестве ГЛЗ калибратора сигнала в радиолокационной системе бокового обзора, установленной на искусственном спутнике Земли "Січ-1".
|
