Обнаружение и селекция векторных сигналов наземных РЛС Х-диапазона в космических системах пассивного радиомониторинга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.14, кандидат наук Громов, Вячеслав Александрович

• Громов, Вячеслав Александрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Громов, Вячеслав Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА СИГНАЛОВ РЛС ПРИ ИХ ПРИЕМЕ НА КОСМИЧЕСКОМ АППАРАТЕ

1.1 Структура пассивной космической системы радиомониторинга

1.2 Поляризационные свойства сигналов РЛС при их приеме на космическом аппарате

1.2.1 Модель сигнала

1.2.2 Анализ факторов, влияющих на поляризационную структуру радиосигнала

1.3 Поляризационные характеристики радиосигнала, излученного антенной РЛС

1.3.1 Поляризационные характеристики электромагнитного поля (основные понятия и определения)

1.3.2 Поляризационная диаграмма параболической зеркальной антенны

1.4 Влияние атмосферы Земли

1.4.1 Ионосфера

1.4.2 Тропосфера

1.5 Влияние местных предметов и подстилающей поверхности

1.6 Выводы

2 ОЦЕНКА МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ УГЛА ЭЛЛИПТИЧНОСТИ СИГНАЛОВ РЛС ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ

2.1 Описание эксперимента и аппаратуры

2.2 Описание экспериментальных данных

2.3 Оценка мгновенных значений угла эллиптичности

2.4 Выводы

3 ОБНАРУЖЕНИЕ И РАЗЛИЧЕНИЕ ВЕКТОРНЫХ СИГНАЛОВ

3.1 Обнаружение векторных сигналов

3.2 Различение векторных сигналов

3.2.1 Различение детерминированных векторных сигналов

3.2.2 Различение векторных сигналов по поляризационному коэффициенту

3.3 Обнаружение и различение сигналов по углу эллиптичности

3.3.1 Выбор параметра для обнаружения и различения сигналов

3.3.2 Принцип обнаружения и различения сигналов по углу эллиптичности

3.3.3 Алгоритм обнаружения и различения сигналов по углу эллиптичности

3.3.4 Обнаружение по нескольким значениям угла эллиптичности

3.3.5 Выбор оптимальной полосы пропускания приемника

3.4 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обнаружение и селекция векторных сигналов наземных РЛС Х-диапазона в космических системах пассивного радиомониторинга»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В современном мире необходимость контроля излучений радиосредств различного назначения связана с их широким распространением. Контроль проводится с целью выявления несанкционированных источников излучения, проверки соблюдения технических ограничений на параметры излучающей аппаратуры, поиска и местоопределения излучателей в случаях аварийных ситуаций, для обеспечения безопасности движения воздушных судов и т.п. Отдельной и важной областью применения систем мониторинга радиоизлучений являются радиоразведка и радиопротиводействие в случаях военных конфликтов или для борьбы с терроризмом.

Использование космических аппаратов для мониторинга радиочастотной обстановки земной поверхности имеет ряд преимуществ перед другими способами мониторинга. Главными из этих преимуществ являются высокая оперативность, глобальный характер обзора и отсутствие недоступных для мониторинга участков. В последнее время активно разрабатываются и применяются активные радиолокационные средства наблюдения земной поверхности, размещаемые на космических аппаратах. Радиолокаторы космического базирования используют такие прогрессивные методы, как синтезирование апертуры антенн, интерференционный прием или поляризационные способы селекции наземных объектов. Современное состояние техники радиолокационного наблюдения позволяет получать трехмерные изображения земной поверхности с разрешающей способностью до единиц метров. Однако, активное однопозиционное или многопозиционное радиолокационное наблюдение не позволяет решать специфические, но важные задачи обнаружения и определения координат различных источников радиоизлучения, находящихся на земной поверхности или в околоземном пространстве, которые могут быть замаскированы или по другим причинам

недоступны для радиолокационного наблюдения. Поэтому актуальной является задача разработки пассивных методов обнаружения, определения координат и параметров движения различных источников излучений в широком радиодиапазоне, начиная от радиолокационных станций различного базирования и заканчивая мобильными телефонами.

Современные разрабатываемые пассивные системы радиомониторинга космического базирования способны обеспечить получение оперативной и достоверной информации о местоположении и параметрах радиосигналов источников радиоизлучения, расположенных в любой точке на Земле и вблизи ее поверхности [2,3,4]. Среди широкого круга проблем, возникающих при разработке и создании пассивных систем радиомониторинга космического базирования, ключевой является проблема обнаружения и селекции источников радиоизлучения (ИРИ). Обеспечение национальной безопасности страны во многом непосредственно связано с наличием эффективных пассивных космических радиоэлектронных систем, именно поэтому улучшение их тактико-технических характеристик является актуальной проблемой. Космические пассивные системы радиомониторинга, использующие группировку малых космических аппаратов на низких круговых орбитах, должны иметь возможность приема сигнала различной поляризации [5]. В этих условиях особое значение приобретает решение задачи использования информации о состоянии поляризации принимаемых электромагнитных волн для обнаружения и селекции радиосигналов.

Состояние вопроса. Теоретической базой для решения задач статистического синтеза оптимальной обработки векторных сигналов с неизвестной поляризацией является современная статистическая теория поляризации радиолокационных сигналов, развитая в трудах отечественных ученых Потехина В.А., Мелитицкого В.А., Сарычева В.А., Козлова А.И., Татаринова В.Н. Сведения в открытой литературе о практически применяемых системах обработки векторных сигналов относятся к активной радиолокации,

где используются способы зондирования с последовательным (попеременным) излучением и одновременным двухканальным приемом сигналов ортогональных поляризаций (космические радиолокационные системы БЖ-С/Х-$АК, Ы^АЯ, БИУ^АТ, РАГ^АЯ, ЯАБАЯ8АТ, ТЕЯЯА8АЯ-Х и др.) В последние годы исследованы возможности одновременного измерения поляризационного состояния электромагнитных волн в активной радиолокации с использованием сложных сигналов (В.А. Хлусов). Пассивные системы наведения, применяемые в ракетной технике, используют приемные антенны с круговой поляризацией, что в большинстве случаев приводит к дополнительным энергетическим потерям. Открытые сведения о разработках пассивных РЛС космического базирования, как в России, так и за рубежом, отсутствуют. Наиболее перспективными считаются разностно-временные (гиперболические) способы определения координат и их модификации, при этом резко снижаются требования к направленности приемных антенн. Также появляется возможность полностью или частично отказаться от поиска по направлению на ИРИ. Однако, при этом возникают существенные трудности обеспечения нужного энергетического потенциала системы, что приводит к необходимости свойств использовать всю энергию векторных сигналов путем согласования (адаптации) приемного устройства по поляризации. Системы согласования могут выполнять также функции поляризационной селекции (распознавания) излучающих объектов.

Цель диссертационной работы — разработать и исследовать способ обнаружения и селекции векторных сигналов с использованием их поляризационных свойств в космических системах пассивного радиомониторинга наземных ИРИ с учетом особенностей, возникающих в типичном случае приема бокового излучения направленных антенн.

Основные задачи исследования:

анализ условий функционирования пассивных космических радиоэлектронных систем с учетом влияния трассы распространения сигналов источников излучения;

- описание и исследование поляризационных свойств сигналов наземной РЛС при их приеме на космических аппаратах;

- анализ экспериментальных данных и исследование поляризационных свойств сигналов наземной РЛС Х-диапазона с учетом влияния местности и местных предметов при приеме основного и бокового излучения направленных антенн;

- описание и обоснование модели наблюдаемых сигналов;

- выбор поляризационного параметра для использования в системе обнаружения и селекции радиосигналов;

- разработка способов и алгоритмов обнаружения и селекции векторных сигналов на основе анализа их поляризационных свойств;

- определение характеристик обнаружения и различения сигналов. Научная новизна работы состоит в том, что:

1. С использованием методов математического моделирования выполнен анализ поляризационных свойств сигналов наземной РЛС Х-диапазона с параболической зеркальной антенной, регистрируемых на борту космического аппарата.

2. Выполнен анализ экспериментальных данных о поляризационных свойствах сигналов наземной РЛС кругового обзора Х-диапазона при приеме основного и бокового излучения передающей антенны.

3. Разработан и исследован способ интервального обнаружения и селекции векторного сигнала по поляризационного инварианту — углу эллиптичности — с использованием критерия Неймана-Пирсона.

Практическая значимость диссертационной работы обусловлена необходимостью решения задач синтеза алгоритмов обнаружения и селекции

сигналов с использованием их поляризационных свойств для пассивных космических систем радиомониторинга и последующего сравнительного анализа характеристик точности систем. Проведенные исследования составляют содержание этапа системотехнического проектирования пассивных космических радиоэлектронных систем, представляют научный интерес и являются основой для совершенствования устройств и программ обработки сигналов в таких системах.

Предложенный способ позволяет одновременно решать задачи обнаружения и поляризационной селекции радиолокационных сигналов, что является важным его преимуществом перед традиционными пороговыми методами обнаружения.

Методы исследования. Поставленные задачи решены с использованием теории вероятности, статистических методов оптимальной фильтрации, аппарата математической статистики и имитационного моделирования.

Теоретической основой для решения задач синтеза способа обнаружения и селекции векторных сигналов в пассивных космических системах радиомониторинга является статистическая теория поляризации радиолокационных сигналов и статистическая теория обнаружения и оценки параметров радиолокационных сигналов.

Параметрический синтез производится путем оптимизации интервалов обнаружения сигналов по поляризационному инварианту для достижения наилучших показателей по характеристикам обнаружения и различения сигналов.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Установлено, что при регистрации на борту космического аппарата сигнала наземной РЛС Х-диапазона, имеющей параболическую зеркальную антенну, ориентированную вдоль поверхности земли и излучающую линейно-поляризованную в основном направлении волну, поляризационный параметр сигнала - угол эллиптичности — имеет

случайные отклонения от нулевого значения, с вероятностью 0,98 не превышающие ±5 градусов в секторе углов места 0—10 градусов и 0,87 в секторе углов места 0-20 градусов от вертикали.

2. Предложенный способ обнаружения радиолокационных сигналов, при котором принятие решения о наличии сигнала производится в случае попадания угла эллиптичности в интервал, определенный с использованием критерия Неймана-Пирсона, позволяет производить обнаружение и селекцию излучений PJIC по неэнергетическому параметру

3. Установленная на основании анализа экспериментальных данных устойчивость угла эллиптичности принимаемого сигнала в пределах длительности импульса позволяет усовершенствовать метод интервального обнаружения в широкополосной пассивной системе путем анализа нескольких значений угла эллиптичности за время импульса и таким образом снизить требования к необходимому отношению сигнал/шум (на 10—15 дБ при вероятности ложной тревоги, равной 0,01, и вероятности правильного обнаружения 0,9 в полосе пропускания приемника Д/пр = 3/ти ).

Обоснованность научных положений и достоверность полученных результатов подтверждается их публикацией в рецензируемых научных журналах и полученным патентом на изобретение. Результаты исследования согласуются с результатами теоретических исследований, имитационного моделирования и имеющимися экспериментальными данными, полученными на наземных трассах.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной микроволновой конференции «European Radar Conference» в рамках Европейской микроволновой недели (Манчестер, 2011 г.); Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, 2011 г.); Всероссийской научно-технической конференции студентов,

и

аспирантов и молодых учёных «Научная сессия ТУ СУР — 2010» (Томск, 2010 г.); Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления» (Томск, 2010 г.).

Внедрение результатов работы. Проведённый анализ поляризационных свойств сигналов PJIC использовался при выполнении проектов по ведомственной программе «Развитие научного потенциала высшей школы на 2009-2013 годы». Результаты синтеза и исследования алгоритма обнаружения, селекции радиосигнала использовались при выполнении проекта федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы: проведение научных исследований по созданию перспективных пассивных космических систем мониторинга наземных источников радиоизлучения». Результаты исследований и разработанные алгоритмы использованы при выполнении двух проектов по грантам Российского фонда фундаментальных исследований в 2012-2013 гг.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 20 работ, из них 1 патент на изобретение, 2 свидетельства программ для ЭВМ, 5 статей в рецензируемых журналах, 3 — в сборниках докладов международных конференций, 1 - в сборнике докладов всероссийских конференций, 7 — в научно-технических отчетах и в 1 научном издании. В том числе 3 публикации содержатся в изданиях, индексированных в базе данных Scopus, 3 — в базе данных Web of Science, 12 - в базе данных РИНЦ.

Личный вклад автора. Непосредственно автором выполнены:

- анализ поляризационных свойств сигналов наземной РЛС, регистрируемых на борту космического аппарата;

- обработка и анализ экспериментальных данных о поляризационных свойствах сигналов РЛС на наземных трассах;

- разработан метод интервального обнаружения и различения векторного сигнала по поляризационного инварианту — углу эллиптичности с

использованием критерия Неймана-Пирсона (в соавторстве с Г.С. Шарыгиным - 50%);

- предложена структура алгоритма, реализующая метод интервального обнаружения и различения векторного сигнала по поляризационному инварианту - углу эллиптичности с использованием критерия Неймана-Пирсона;

- исследованы характеристики обнаружения и селекции сигналов. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,

четырех глав основного текста, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 139 страниц, содержит 72 рисунка, 7 таблиц. Список литературы включает 54 источника.

1 ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА СИГНАЛОВ РЛС ПРИ ИХ ПРИЕМЕ НА КОСМИЧЕСКОМ АППАРАТЕ

Раздел содержит аналитический обзор литературы по вопросам поляризационных свойств радиосигналов наземных источников излучения. Рассмотрены поляризационные характеристики радиосигнала наземной РЛС Х-диапазона при его приеме на космическом аппарате (КА). Путем математического моделирования с использованием пакета программ БЕКО [25], выполнен анализ поляризационных характеристик сигналов:

а) направленных передающих антенн РЛС в широком интервале углов,

б) рассеянных местными предметами (на примере предмета сложной формы).

1.1 Структура пассивной космической системы радиомониторинга

Известно, что мониторинг радиоизлучений проводят специальные службы радиоконтроля. Однако приемные центры таких служб расположены, в основном, в районах с большой плотностью населения, зона их действия не охватывает значительных участков земной поверхности и, тем более, районов морей и океанов. Дальность действия пунктов радиоконтроля в очень широком диапазоне длин волн (от дециметровых и менее) ограничена прямой видимостью вследствие большого затухания ультракоротких волн за пределами горизонта. Кроме этого, определение местоположения источников излучения или даже простое их пеленгование при распространении радиоволн вдоль земной поверхности сопряжено с большими ошибками из-за влияния местных предметов и неровностей рельефа местности [8].

Очевидным способом решения проблем пассивного радиомониторинга является применение средств космического базирования. При создании и совершенствовании таких средств актуальными являются следующие задачи:

• повышения точности и разрешающей способности местоопределения источников излучения,

• структурная и параметрическая оптимизация пассивных систем при их размещении на аппаратах, находящихся как на высокоэллиптических и геостационарных, так и на низких орбитах,

• разработка методов пассивного синтезирования апертуры, интерферометрических и поляризационных систем, многопозиционных измерений при использовании группировок космических аппаратов.

Многообразие задач и жесткие требования по дальности действия, точности, разрешающей способности, селекции излучающих объектов требуют

комплексного системного подхода к проектированию и оптимизации аппаратуры с учетом последних достижений техники и технологии, а также проведения исследований источников погрешностей, связанных с особенностями распространения радиоволн. Примером такой космической системы пассивного радиомониторинга может служить система, разработка которой велась с участием автора по проекту Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009— 2013 годы (госконтракт № 02.740.11.0183). Предложенная, структура пассивной космической системы мониторинга наземных источников излучения, использующей группировку малых космических аппаратов на низких круговых орбитах, подробно описана в работах [5,6,7].

Преимущественными классами ИРИ, подлежащих мониторингу данной системой, являются аппараты систем спутниковой связи и радиолокационные станции различного назначения и базирования. Общий частотный диапазон системы мониторинга выбран в пределах от 0,8 до 12 ГГц.

Космический сегмент системы радиомониторинга образуют (рис. 1.1):

• Группировка базовых космических аппаратов (БКА) в составе трех спутников, расположенных на круговых орбитах высотой 10000 км. Основные функции БКА — это предварительное обнаружение ИРИ и передача целеуказаний малым КА.

• Группировка малых космических аппаратов (МКА) в составе 60 аппаратов на круговых орбитах высотой 1500 км. Основные функции МКА - это прием целеуказаний от БКА и регистрация сигнала ИРИ.

Наземный сегмент состоит из измерительного комплекса (НИК), в котором выполняется обработка зарегистрированных сигналов МКА и оценка координат ИРИ.

БКА --БКА

БКА

\

МКА

МКА _

МКА

НИК

Рисунок 1.1— Обобщенная схема системы радиомониторинга

МКА имеет в своем составе двухполяризационную логопериодическую вибраторную антенну. Такая антенна имеет стабильные характеристики ДН в широкой полосе рабочих частот и может обеспечить прием сигналов любой поляризации [6].

1.2 Поляризационные свойства сигналов РЛС при их приеме

на космическом аппарате

Для того чтобы выполнить обнаружение и селекцию радиосигнала на КА с учетом его поляризационных свойств, необходимо рассмотреть, какие изменения претерпевает радиосигнал (электромагнитная волна), с точки зрения его поляризационных характеристик, при регистрации на КА.

1.2.1 Модель сигнала

Анализ поляризационных свойств радиосигнала будет проводиться для плоских монохроматических волн. Плоские монохроматические волны существуют только в теории. Реальное электромагнитное поле излучения, создаваемое антеннами радиолокационных станций, всегда ограничено в пространстве и почти всегда во времени. Существуют два обстоятельства, которые позволяют широко использовать плоскую монохроматическую волну в качестве модели при анализе состояния поляризации радиоволны [1]:

1. Аналитические результаты, полученные с использованием плоской монохроматической волны в качестве основной модели, практически точно совпадают с экспериментальными данными.

2. Ограниченные в пространстве и времени электромагнитные поля излучения РЛС в случае необходимости могут быть представлены как результат суперпозиции плоских монохроматических волн, полученных путем пространственно-временного спектрального разложения. При этом пространственное разложение в спектр плоских волн, характеризуемых направлениями их волновых векторов, автоматически выполняется

антенной РЛС, так как ее диаграмма в дальней фоне (зона Фраунгофера) есть пространственное преобразование Фурье поля в раскрыве антенны. Временное спектральное разложение может быть выполнено для каждого из направлений волновых векторов пространственного спектра. Таким образом, в итоге вновь имеет место плоская монохроматическая волна как основная модель для анализа поляризационных свойств радиолокационного сигнала.

Плоская однородная электромагнитная волна может быть представлена вектором Джонса [1].

Пусть имеется плоская однородная Г£-волна, вектор электрической напряженности которой Е для случая произвольной эллиптической поляризации может быть записан в декартовой системе координат как

Ехсоь

Ш

2712

+ Фд

Х +

ЕуСОБ

( 2пгЛ Ш—— | + ф

X )

у

У,

О)

где х, - единичные орты, определяющие ориентацию электрических векторов линейно поляризованных волн

Ех СОБ

г 2пг ш--

V А, .

+ фд. И Еу СОБ

(О?

2ш1

X )

+ ФУ.

Суперпозиция этих волн, имеющих различные фазы и амплитуды, приводит к эллиптической поляризации результирующей волны. При анализе поляризации волны и ее преобразований в радиолокационном канале нет необходимости в использовании полного выражения (1). Не обязательно

сохранять написание единичных ортов х,у для учета ориентации

составляющих ЕХ,ЕУ. Целесообразно учитывать эту ориентацию путем использования вектор-столбца

С

СОБ

со/

V

2пг

^СОБ СО/

7 I X

+ Ф,

+ ф.

(2)

где верхняя строка соответствует проекции вектора анализируемого поля на ось ОХ, нижняя - на ось ОТ.

Гармоническая временная зависимость и постоянный фазовый набег для обеих составляющих не несут информации о состоянии поляризации волны. В связи с этим указанные величины могут быть исключены из рассмотрения. С учетом выше изложенного, выражение (2) может быть записано в виде [1]:

Е =

Ех ехрОфх)

Еу ехр(уфу )

(3)

у

Представление электромагнитной волны в форме (3) называется вектором Джонса.

1.2.2 Анализ факторов, влияющих на поляризационную структуру радиосигнала

При распространении радиоволн (РРВ) на трассе «ИРИ-КА» радиосигнал, излученный РЛС, может достигать космического аппарата несколькими путями. Основными трассами РРВ для данного случая являются:

1. Первый вариант трассы распространения радиосигнала - КА регистрирует радиосигнал бокового лепестка диаграммы направленности (ДН) антенной системы РЛС. Большинство наземных РЛС имеет антенную систему, производящую сканирование пространства вдоль поверхности земли, либо с некоторым углом места [10]. Таким образом, главный лепесток ДН РЛС направлен вдоль земной поверхности, а в сторону КА (вверх) направлены боковые лепестки ДН РЛС. В результате, К А регистрирует радиосигнал бокового лепестка ДН РЛС, который прошел через атмосферу Земли;

2. Второй вариант - К А регистрирует отраженный (переотраженный местными предметами) радиосигнал основного лепестка ДН РЛС. Регистрируется радиосигнал, который пошел путь от РЛС до наземного предмета, переотразился от него и прошел через атмосферу Земли.

Схематично трассы РРВ «ИРИ-КА» показаны на рис. 1.2.

КА

Атмосфера

?

/ /

' / / ///'/ / / Поверхность Земли

/ Местные / предметы

/

/

/

/

Рисунок 1.2 - Варианты РРВ для трассы «ИРИ-КА»

Таким образом, из предложенной на рис. 1.2 схемы трассы РРВ следует, что на поляризационную структуру радиосигнала оказывают влияние следующие факторы:

1. Антенная система РЛС;

2. Местные предметы и подстилающая поверхность;

3. Атмосфера Земли.

Далее будет рассмотрено влияние каждого из факторов подробнее.

1.3 Поляризационные характеристики радиосигнала, излученного

антенной РЛС

Одним из факторов, определяющих поляризационную структуру сигнала, регистрируемого на борту КА, является антенное устройство РЛС. Регистрация сигнала РЛС, как правило, производится по боковому лепестку ДН антенны (лепестки ДН антенны, которые направлены в верхнюю полуплоскость т.е. в сторону КА). Известно, что поляризационные характеристики сигналов в пределах боковых лепестков ДН антенны отличаются от характеристик бокового основного излучения [21,22].

Одним из распространенных типов антенных систем РЛС являются параболические зеркальные антенны [17]. Рассмотрим поляризационные характеристики сигналов такой антенны в широком интервале углов.

1.3.1 Поляризационные характеристики электромагнитного поля (основные понятия и определения)

Любая антенна создает в дальней зоне электромагнитное поле, определенным образом поляризованное. Вид поляризации определяют по форме кривой, которую описывает во времени конец вектора напряженности электрического поля Е в плоскости, перпендикулярной направлению на точку наблюдения [21].

Электромагнитные поля бывают линейной и эллиптической поляризации. Полем линейной поляризации (рис. 1.3, а) называют поле, вектор Е которого в каждой точке пространства не изменяет своего направления за весь период колебаний (если не учитывать изменения направления на тг, рис. 1.3, д).

Рисунок 1.3 - Графическое представление состояния поляризации

При этом плоскость, проходящую через вектор Е и направление распространения, называют плоскостью поляризации поля. В общем случае, когда вектор напряженности электрического поля Е имеет две взаимно перпендикулярные компоненты Ех и Еу, сдвинутые по фазе на величину 5,

поляризация поля не будет линейной и конец вектора Е будет описывать в пространстве эллипс (рис. 1.3, б, г, е). Поляризация определяется в этом случае отношением полуосей поляризационного эллипса (коэффициентом эллиптичности Кэ = Ем/Еб , где Ем и Еб - проекции вектора Е на направления малой и большой осей эллипса), углом ориентации его большой оси 0 и направлением вращения вектора Е (рис. 1.2, ж), причем последняя характеристика дается обычно знаком Кэ: если для наблюдателя, на которого набегает волна, вращение вектора Е происходит по часовой стрелке, величине Кэ приписывают положительное значение и говорят, что волна имеет правое вращение (правополяризованная волна); если же вращение вектора Е

происходит против часовой стрелки, то перед Кэ ставят знак минус и говорят, что волна имеет левое вращение (левополяризованная волна). В частном случае, когда разность фаз между взаимно перпендикулярными компонентами поля 5 = ±я/2, а сами компоненты одинаковы (Ех=Еу), эллипс поляризации

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Громов, Вячеслав Александрович, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Татаринов В.Н. Поляризация плоских электромагнитных волн и ее преобразования / В.Н. Татаринов, С.В. Татаринов, Л.П. Лигтхарт. - Томск: Издательство Томского университета, 2006. — 379 с.

2. Концепция перспективных пассивных космических систем радиомониторинга наземных источников излучения: отчет о НИР (промежуточный) / Шарыгин Г.С. - Томск: ТУ СУР, 2009. - 311 с.

3. Вознюк В.В. Космическая система радиотехнического мониторинга на основе группировки низкоорбитальных малогабаритных космических аппаратов / В.В. Вознюк, С.А. Зайцев // Известия вузов. Приборостроение. — 2005. - Т. 48, № 6. - С. 26-31.

4. Кураков В.А. Космическая система мониторинга наземных источников излучения // Материалы XIII Международной научной конференции «Решетневские чтения» (Красноярск). - 2009 - Ч. 1. - С. 150-151.

5. Концепция перспективных пассивных космических систем радиомониторинга наземных источников излучения: отчет о НИР (промежуточный) / Шарыгин Г.С. - Томск: ТУСУР, 2010. - 401 с.

6. Концепция перспективных пассивных космических систем радиомониторинга наземных источников излучения: отчет о НИР (итоговый) / Шарыгин Г.С. - Томск: ТУСУР, 2011. - 338 с.

7. Mironov M.V. Parameters optimization of a low-orbit small satellites batching using the range-difference method in order to estimate radio sources coordinates / M.V. Mironov, E.P. Voroshilin, G.S. Sharygin, V.A. Gromov // Telecommunications and radio engineering (New York, United States). — 2011. — V. 70, №6.-P. 521-533.

8. Денисов В.П. Радиотехнические системы: учебное пособие для студентов вузов / В.П. Денисов, Б.П. Дудко. - Томск: ТУСУР, 2006. - 253 с.

9. Kostinski A.B. On foundations of radar polarimetry / A.B. Kostinski, W-M. Boerner // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. - 1986. - V. 34, № 12, -P. 1395-1404.

Ю.Яковлев Л.И. Техника электросвязи за рубежом: справочник / Л.И.Яковлев, В.Д. Федоров, Г.В. Дедюкин и др. - М.: Радио и связь, 1990. -256 с.

11. Колосов М.А. Распространение радиоволн при космической связи / М.А. Колосов, H.A. Арманд, О.И. Яковлев. - М.: Связь, 1969. - 155 с.

12. Кравцов Ю.А. Прохождение радиоволн через атмосферу Земли / Ю.А. Кравцов, З.И. Фейзулин, А.Г. Виноградов. - М.: Радио и связь, 1983. - 224 с.

13. Калинин А.И. Распространение радиоволн на трассах наземных и космических радиолиний. - М.: Связь, 1979. - 296 с.

14. Корсунский Л.Н. Распространение радиоволн при связи с искусственными спутниками Земли. - М.: Советское радио, 1971. - 208 с.

15. Олюнин H.H. Использование поляриметрических данных радиолокационных станций дальнего обнаружения для распознавания целей: автореф. дис. канд. тех. наук: 01.04.03 / Олюнин Николай Николаевич. — М.: 2011.-23 с.

16. Родимов А.П. Статистическая теория поляризационно-временной обработки сигналов и помех в линиях связи. — М.: Радио и связь, 1984. — 272 с.

17. Устройства СВЧ и антенны. Под ред. Воскресенского Д.И. - М.: Радиотехника, 2006. - 376 с.

18. Канарейкин Д.Б. Поляризация радиолокационных сигналов / Д.Б. Канарейкин, Н.Ф. Павлов, В.А. Потехин. - М.: Сов.радио, 1966. - 440 с.

19. Поздняк С.И. Введение в статистическую теорию поляризации радиоволн / С.И. Поздняк, В.А. Мелитицкий. - М.: Сов.радио, 1974. — 480 с.

20. Айзенберг Г.З. Антенны УКВ. Часть 2. - М.: Связь, 1977. - 288 с.

21. Нарбут В.Н. Поляризация излучения зеркальных антенн / В.Н. Нарбут,

B.Х. Хмель. - Киев: Вища школа, 1978. — 279 с.

22. Экспериментальные исследования поляризационной структуры заднего бокового излучения сканирующей PJIC / В.П. Денисов, М.В. Крутиков, A.A. Мещеряков, М.В. Осипов // Доклады Сибирского поляризационного семинара СибПол 2004 (Сургут). - 2004. - С. 103-110.

23. Чумаков A.C. Основы статистической радиотехники. - Томск: ТУ СУР, 2003.-394 с.

24. Дудко Б.П. Характеристики бокового излучения зеркальных антенн / Б.П. Дудко, A.A. Мещеряков // Доклады Сибирского поляризационного семинара СибПол 2004 (Сургут). - 2004. - С. 111-116.

25. Программная среда для численного электромагнитного моделирования FEKO [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.feko.info, свободный (дата обращения: 05.03.2013).

26. Банков С.Е. Расчет излучаемых структур с помощью FEKO /

C.Е. Банков, A.A. Курушин. - М.: ЗАО «НПП «РОДНИК», 2008. - 246 с.

27. Банков С.Е. Практикум проектирования СВЧ структур с помощью FEKO / С.Е. Банков, A.A. Курушин. - М.: ЗАО «НПП «РОДНИК», 2009. - 200 с.

28. Метод моментов (МоМ) [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http ://www.rodnik.ru/product/sapr/sapr_svch/EM_Software_Sy stems/feko/mom, свободный (дата обращения: 05.03.2013).

29. Громов В.А. Поляризационные искажения сигналов бокового излучения наземной PJIC Х-диапазона при приеме на космическом аппарате // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (Томск). — 2013. - Т. 28, № 2. - С. 14-20.

30. Sinclar G. The Transmission and reception of elliptically polarized waves // Proc. IRE. - 1950. -V. 38, № 2 - P. 148-151.

31. Никитин О.Р. Системы радиолокации, радионавигации спутниковой навигации. - Владимир: ВГУ, 2006. - 401 с.

32. Тельный A.B. Математическое моделирование систем посадки самолетов сантиметрового диапазона: Автореф. дис. канд. тех. наук. Владимир, 2002. - 20 с.

33. Банков С.Е. Электродинамика и техника СВЧ для пользователей САПР / С.Е. Банков, A.A. Курушин. - М.: НПП «РОДНИК», 2008. - 276 с.

34. Многоуровневый быстрый метод многополюсников (MLFMM) [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.rodnik.ru/product/sapr/sapr_svch/EM_Software_Systems/feko/mlfrn, свободный (дата обращения: 05.03.2013).

35. Громов В. А. Поляризационные характеристики радиоволны, рассеянной объектом сложной формы / В.А. Громов, П.Е. Орлов // Материалы докладов XIII международной научно-практической конференции «Естественные и математические науки в современном мире». (Новосибирск). — 2013.-№ 12. - С. 112-118.

36. Денисов В.П. Исследование антенной системы фазового пеленгатора на наземных трассах / В.П. Денисов, H.A. Колядин // Доклады ТУСУРа. - 2009. Т. 1(19)ч. 1.-С. 7-14.

37. Лебедев В.Ю. Связь элементов рельефа местности с задержкой импульсных сигналов сантиметрового диапазона на приземных трассах распространения // Известия вузов России. Радиоэлектроника. - 2006. - №6. -С. 40-43.

38. Денисов В.П. Измерительный комплекс для исследования пространственно-временных искажений радиосигналов трехсантиметрового диапазона на наземных трассах / М.Е. Ровкин, М.В. Крутиков, A.A. Мещеряков, М.В. Осипов, В.А. Зайцев, Е.Ю. Бутырин // Известия вузов России. Радиоэлектроника. - 2006. — №6. — С. 7-11.

39. Громов В.А. Угол эллиптичности электромагнитных сигналов и его использование для неэнергетического обнаружения, оптимального по критерию Неймана-Пирсона / В.А. Громов, Г.С. Шарыгин, М.В. Миронов // Известия вузов. Физика.-2012.-Т. 55, № З.-С. 15-21.

40. Черняк B.C. Многопозиционная радиолокация- М.: Радио и связь, 1993.-416 с.

41. Gromov V.A. Forward scattering indicatrix of aircrafts and possibility of over-the-horizon surveillance / V.A. Gromov, M.V. Rrutikov, G.S. Sharygin // Radar Conference (Rome). - 2009. - P. 505-508.

42. Шарыгин Г.С. Численное моделирование дифракции Фраунгофера в приближении Гюйгенса-Френеля и индикатрисы прямого рассеяния самолетов / Г.С. Шарыгин, В.А. Громов, М.В. Крутиков // Известия вузов. Физика. — 2012. -Т. 55, № З.-С. 21-27.

43. Громов В.А. Оценка мгновенного угла эллиптичности сигналов PJ1C кругового обзора на закрытой наземной трассе в Х-диапазоне / В.А. Громов, A.C. Аникин // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (Томск). - 2013. - Т. 29, № 3. - С. 17-23.

44. Шарыгин Г.С. Физико-статистическая модель векторного поля при однократном рассеянии случайными неоднородностями канала распространения // Известия вузов. Физика. - 2012. - Т. 55, № 3. - С. 5—14.

45. Левин Б.Р. Теоритические основы статистической радиотехники. — 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1989. - 656 с.

46. Ворошилин Е.П. Экспериментальная оценка увеличения точности измерения задержки сигнала в наземных системах радиомониторинга при многоканальном приеме / Е.П. Ворошилин, A.C. Вершинин, В.П. Денисов // Доклады ТУСУРа. - 2010. - Т. 22, № 2. 4.2. - С. 32-35.

47. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. — М.: Академия, 2005. — 576 с.

48. Boerner W-M. Polarization Utilization in Electromagnetic Inverse Scattering // Inverse Scattering Problems in Optics. - 1980. - V. 20, - P. 237-305.

49. Поляризационные инварианты матрицы рассеяния невзаимного радиолокационного объекта / В.И. Карнышев, Л.П. Литхарт, В.А. Хлусов, Г.С. Шарыгин // Материалы докладов VIII международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж). - 2002. — Т. 3. -С. 1648-1654.

50. Радзиевский В.Г. Теоретические основы радиоэлектронной разведки / В.Г. Радзиевский, A.A. Сирота. - М.: Радиотехника, 2004. - 432 с.

51. Миронов М.В. Энергетические соотношения при проведении инверсного эксперимента // Материалы докладов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Томск). — Томск: Издательство «B-Спектр». - 2012. — Ч. 1. - С. 34—37.

52. Пат. 2476903 РФ, МПК G 01 S 13/04. Способ обнаружения и селекции радиолокационных сигналов по поляризационному признаку и устройство для его осуществления / В.А. Громов (РФ), Г.С. Шарыгин (РФ). - № 2011108902/07; заявл. 09.03.2011; опубл. 27.02.2013, Бюл. № 6. - 14 с.

53. Громов В.А. Программа для ЭВМ «Radar Ellipse 1.0» / В.А. Громов, Ю.И. Баиров, A.A. Сазонов, A.A. Зайцев // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014610172 от 09.01.2014 г.

54. Громов В.А. Программа для ЭВМ «Radar Ellipse 2.0» / В.А. Громов // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2014610818 от 17.01.2014 г.