Власенко Д. С. Оптимізація вторинного просторово-часового оброблення сигналів в аерокосмічних когнітивних радарах радіобачення

Дисертаційне дослідження спрямоване на розроблення та дослідження методів вторинного просторово-часового оброблення сигналів в аерокосмічних когнітивних радарах радіобачення. Вказані методи пропонується використовувати у якості доповнення до класичних бортових радіолокаційних систем з антенними решітками та синтезуванням апертури. Таким чином, мета дослідження – підвищення якості радіолокаційних зображень за рахунок використання аерокосмічних когнітивних радарів радіобачення з оптимальним вторинним просторово-часовим обробленням сигналів. Об’єктом дослідження є процес оброблення сигналів у бортових когнітивних радіолокаційних системах високоточного радіобачення. Предметом дослідження є методи, алгоритми і пристрої вторинного просторово-часового оброблення сигналів в бортових радіолокаційних системах з антенними решітками та синтезуванням апертури. Необхідність проведення дослідження обумовлена тим, що в аерокосмічних радарах радіобачення існує суперечність між шириною смуги огляду і високою азимутальною роздільною здатністю. Річ у тому, що при розширенні зони огляду радару з синтезуванням апертури за дальністю необхідно зменшувати частоту повторення імпульсів, але при цьому з'являється неоднозначність вимірювань за азимутом. І навпаки, для синтезу єдиної, без пропусків, та значної за довжиною апертури вздовж траси польоту літального апарату необхідно підвищувати частоту повторення імпульсів, що призводить до неоднозначності за дальністю. Для вирішення цього протиріччя доцільно використовувати концепцію так званих когнітивних радарів, що передбачають адаптивне налаштування передавача, приймача і фазованої антенної решітки, використання апріорної інформації про область спостереження, та наявність зворотного зв'язку. Однак, більшість таких радарів побудовані евристичними методами, за інженерною інтуїцією, узагальнюючи практичний досвід побудови і використання радарів з синтезуванням апертури (РСА) і не дають можливості розкрити їх повний потенціал. Найбільш близькою статистичною теорією синтезу радіосистем, що розкриває алгоритми адаптивного налаштування генераторів опорних сигналів і приймальних трактів, є теорія нелінійної фільтрації і вторинної обробки сигналів. В той самий час основні зусилля дослідників за даним напрямком спрямовані на синтез нових методів слідкування за фазою, частотою і амплітудою сигналів. У зв’язку з цим в даній дисертаційній роботі вперше було вирішено актуальну задачу статистичного синтезу оптимальних методів вторинного просторово-часового оброблення сигналів в аерокосмічних когнітивних радарах формування радіозображень поверхонь з високою якістю. В результаті вирішення поставленої задачі отримала подальшого розвитку концепція побудови аерокосмічних когнітивних радарів формування радіолокаційних зображень поверхні, що, на відміну від існуючих, передбачає вирішення оптимізаційної задачі статистичного синтезу алгоритмів вторинного просторово-часового оброблення сигналів задля оптимального об'єднання в єдиній системі адаптивного багатоканального передавача, адаптивного багатоканального приймача, фазованої антенної решітки, динамічної бази даних про навколишнє середовище та інтелектуального процесору. Було синтезовано оптимальний метод вторинного оброблення просторово-часових сигналів в аерокосмічних когнітивних радарах радіобачення підстильної поверхні. Вирішена оптимізаційна задача синтезу цифрових алгоритмів фільтрації комплексного коефіцієнта розсіювання підстильної поверхні в бортових аерокосмічних когнітивних радарах радіобачення. Удосконалено принципи побудови аерокосмічних радарів радіобачення підстильної поверхні, що реалізують синтезований метод вторинного оброблення просторово-часових сигналів, враховують всі необхідні складові когнітивного радару та дозволяють формувати висоякісні радіолокаційні зображення поверхні Землі.