Кошарський В. В. Метод поляризаційної селекції ліній електропередач у вертольотному радарі

Дисертаційна робота спрямована на розроблення та дослідження методу поляризаційної селекції ліній електропередач, що спостерігаються на тлі підстильної поверхні, для підвищення безпеки польотів вертольотів на малих висотах. Запропонований метод та алгоритм пропонується використовувати у якості доповнення до бортових радарів для підвищення безпеки польотіввертольотів на малих висотах. Таким чином мета дослідження – підвищення безпеки польотів вертольотів на малих висотах за рахунок створення оптимального методу поляризаційної селекції ліній електропередачі незалежно від ракурсу їх спостереження. Об’єктом дослідження є поляризаційні характеристики радіолокаційних сигналів, відбитих підстильною поверхнею та малопомітними радіолокаційними об’єктами. Предметом дослідження є методи та алгоритми поляризаційної селекції ліній електропередач на тлі земної поверхні у бортовому радарі для підвищення безпеки польотів вертольотів на малих висотах. Необхідність проведення дослідження пов’язана з тим, що під час виконання операцій зі застосуванням вертольотів на малих висотах є ризики зіткнення з лініями електропередач (ЛЕП) , опорами, вежами, будівлями і деревами незалежно від ракурсу їх спостереження. У світі наразі ведуться дослідження та розробки над новими методами виявлення ЛЕП, проте більшість з існуючих методів, що не відносяться до радіолокаційних, мають низьку ймовірність виявлення об’єктів за несприятливих погодних умовах (дощ, туман, сніг, тощо) та польотах в нічний час, що наражає членів екіпажу та пасажирів на небезпеку. Радіолокаційні методи та алгоритми, над якими наразі ведуться розробки, основані на використанні поляризаційних характеристик сигналів. Найбільшою проблемою таких система , методів та алгоритмів є наявність окрім корисного сигналу завад. Дану проблему пропонується вирішити шляхом синтезу методу поляризаційної селекції, оскільки це дозволить виділити на фоні завад об’єкти спостереження. Задля вирішення мети дисертаційного завдання було вирішено ряд завдань. Перш за все було проведено дослідження поляризаційних характеристик ліній електропередач у безлунній камері, їх залежності від частоти зондуючого сигналу та ракурсу спостереження. Отримані результати експериментальних досліджень формують базис для подальшого вирішення задачі поляризаційної селекції ЛЕП. Дослідження зразків дротів різного діаметру показали, що існує залежність між діаметром дротів, ракурсом спостереження, поляризацією сигналу та ефективної площі розсіювання що випромінюється передавачем від. Дослідження ефективної площі розсіювання (ЕПР) зразків електричних дротів різного діаметру показали, що їх ЕПР залежить від їх товщини, ракурсу спостереження та поляризації сигналу зондування. При проектуванні радарів виявлення ЛЕП потрібно враховувати, що питома ЕПР дротів є значно меншою, ніж ЕПР дротів ЛЕП, опор, веж, тощо. Тому необхідно використовувати методи поляризаційної селекції об’єктів дослідження на тлі підстильної поверхні. За критерієм максимуму функціоналу правдоподібності синтезовано оптимальний метод поляризаційної селекції сигналів у вертольотному радарі. Особливість отриманого методу в тому, що він враховує коефіцієнт адаптації та коефіцієнт кореляції між вертикальною та горизонтальною складовою отриманого сигналу. Отримано коефіцієнти, що характеризують ефективність поляризаційної селекції з потрійною компенсацією пасивних завад в залежності від електрофізичних властивостей підстильної поверхні та об’єкту виявлення. Проведено імітаційне моделювання радіолокаційних сигналів 3 мм діапазону радіохвиль, відбитих підстильною поверхнею та малопомітними поляризаційно-анізотропними об’єктами. Отримана імітаційна модель враховує поляризацію сигналів зондування, електрофізичні властивості та геометричні характеристики підстильної поверхні. Виконано імітаційне моделювання алгоритму поляризаційної селекції малопомітних об’єктів з потрійною адаптивною компенсацією завад. У результатах демонструється загальна працездатність синтезованого методу поляризаційної селекції ліній електропередач.