![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
В проекте создан фундаментальный научно-технический задел для разработки распределенной радиофотонной зондирующей сети сверхвысокого разрешения. Предложены и исследованы схемные решения ряда узлов и блоков, которые экспериментально проверены на макетах, найдены оптимальные конфигурации распределенной сети и определены ее характеристики. Все это позволяет уже в ближайшем будущем перейти к разработке и созданию полноценного макета (демонстратора) распределенной радиофотонной зондирующей сети сверхвысокого разрешения для полной экспериментальной проверки совместной работы всех узлов и блоков и оптимизации параметров системы. Проведены детальные исследования многоканальной сверхширокополосного радиофотонной приемной системы, предложеной ранее в работах исполнителей проекта. Показано, что относительная ошибка восстановления сигнала по энергии может быть не более 0.1-0.01%, при этом отношение сигнал/шум может превышать 55-60 дб. Исследована зависимость ошибки восстановления сигнала от фазовых шумов лазера, определены недостатки и преимущества различных типов сигнала. Предложены схемы радиофотонного формирователя сверхкоротких импульсов, ЛЧМ импульсов и сигналов OFDM, которые могут быть использованы в качестве излучаемого сигнала в сверхширокополосном радиолокаторе. С помощью численного моделирования исследована работа формирователя, определены его сновные характеристики и проведена оптимизация схем и режимов работы. Предложена схема формирования гребенки оптических частот в оптоэлектронном генераторе. С помощью численного моделирования исследован многочастотный режим, определены характеристики гребенки. Показано, что все параметры оптической гребенки можно контролировать, изменяя частоту лазера, среднюю частоту полосы пропускания фильтра СВЧ, а также величину индекса модуляции. Проведена аналитическая оценка дальности распознавания целей с малой эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР) и исследование возможностей выявление характерных особенностей цели в различных средах на фоне подвижных объектов живой природы. В зависимости от конкретных параметров (мощность излучателя, ЭПР цели и др.) дальность обнаружения может составлять от нескольких километров до 100-200 км. При этом разрешающая способность по дальности может достигать нескольких сантиметров для полос шириной 4-8 ГГц. Проведен анализ характеристик телекоммуникационной инфраструктуры, необходимой для обеспечения связи мобильных приемников с центром обработки информации в распределенной радиофотонной зондирующей сети, оценены необходимые требования и параметры. Показано, что при использовании быстрых аналоговых радиофотонных оптимальных фильтров, расположенных в приемниках, проблема передачи данных в центр обработки информации полностью снимается. Разработаны математическая модель и численный код для проведения моделирования отражения и приема различных зондирующих импульсов от типичной цели для численного тестирования достигаемой разрешающей способности, а также исследований возможности выявления характерных особенностей и определения параметров малых беспилотных транспортных средств. Разработаны принципы построения распределенной радиофотонной сети приемных станций с когерентной обработкой сигнала. Распознавание целей с малой ЭПР (менее 0.01) должно базироваться на построении распределенной сети, накрывающей заданную область поверхности Земли, с набором ячеек определенного размера. В каждой ячейке имеется набор радиофотонных излучателей и приемников, обеспечивающих сверхвысокое разрешение при зондировании целей, находящихся внутри ячейки. Размер ячейки определяется задачами сети, характером окружающего пространства, доступными мощностями источников питания и другими требованиями и может быть порядка 10-30 км (а в урбанизированном окружении и меньше). Цель будет обнаружена дальними ячейками и затем будет последовательно передаваться по цепочке ячеек распределенной сети, при этом будет улучшаться качество распознавания характерных особенностей цели. В этом случае обеспечивается не только требуемая дальность обнаружения целей с малой ЭПР, но и надежное определение ее параметров и выявление характерных особенностей. Исследованы различные архитектуры построения распределенной радиофотонной зондирующей сети. Аналитически и численно проанализированы несколько конфигураций ячеек сети (вариантов размещения передающих и приемных станций) для двумерного случая, найдены их характеристики, оптимизировано размещение источников и приемников. Показано, что для сверхкоротких импульсов возможно разрешение двух близких целей на расстоянии 8-10 см по дальности и поперечной координате. Предложены методы определения геометрических параметров и характерных особенностей сложных целей, в том числе, методы различения искусственных и природных объектов в условиях живой природы и урбанистического окружения. Показано, что с помощью радиофотонной зондирующей сети можно сформировать радиоизображение цели с достаточно высоким пространственным разрешением. Создание сверхширокополосной радиофотонной локационной системы с возможностью радиовидения и разрешением двух отражающих точек на расстоянии нескольких сантиметров позволит наблюдать радиоизображение целей в режиме онлайн, даст возможность не только различать искусственные объекты и объекты природного происхождения (птицы, животные и т.п.), но и определять их структуру и геометрические характеристики, в том числе, наличие дополнительных закрепленных объектов, нехарактерных для наблюдаемой цели. Изучая динамику движения цели, можно уточнить ее характеристики, детально исследовать характер и траекторию движения, изменение ее формы при движении, обнаружить вращение лопастей или взмахи крыльев и т.п..