автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Исследование поляризационных свойств радиолокационных объектов с использованием псевдонеполяризованного потока излучения в одноканальной РЛС

Для олузшбного ПОЛЬЗОВ-ШШЛ Экз. )5 _

Томская государствэнная академия слотом упровлэшя и радиоэлектроники

IIa правах рукописи

КОРЕНЫСОВ ОЛЕГ СЕРГЕЕВИЧ

ИССЛЕДОВАШПЗ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ СВОЙСТВ Р/ЦЩОЛОКАЦИОНИШС ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПСЕВДОНЕПОЛНРИЗОВАННОГО ПОТОКА ИЗЛУЧЕНИЯ В ОДНСКАНМЬНОП РЛС

(05.12.04 - радиолокации и радионавигация)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учоной стапешг кандидата технических- наук

Томск - 1394

Работа выполнена в Томской государственной академии систем управления и радиоэлектроники.

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ;

доктор техн. наук, профессор кандидат техн. паук, ст. научи, сотр.

В.Н.Татаринов, Е.В.Ыасалов.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор фпз.-маг. наук, профессор кандидат теш. наук, вэд. паута, сотр.

И.В.Самохвалов Н.П.Краснэнко

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Московский государствошшй технический университет граадонской авиации.

Вйщгта состоится _кклп__ 1994 г. в 9 часов 00 минут

на аасвдашш специализировашгаго совэта Д 063.05.03 в Томской государственной академии систем. управления и радиоэлектроники (634050, Томик, пр. .Ленина,40).

С диссертацией могшо ознакомиться в библиотеке ТАСУР .

Автореферат разослан " " ^^_ Г994 г.

Ученый секретарь сиэциализированного совета, кандидат технических наук, доцент . А.А.Кузьмин

0Б1ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Лктуальносгь_п2обломы. Исследования последних лот показыгг»-ют, что одним из весьма эффективных путей обеспечения постоянно возрастающих требований к радиолокационному оборудованию различного назначения является использование поляризационных характеристик сигналов. При этом, использование РЯС, в которых по определенному закону изменяется поляризационная структура излучаемых сигналов, позволяет значительно увеличить информативную способность радиолокационных методов.

Несмотря на перспективность развития методов поляризационных измерений в радиолокации, их потенциальные возможности изучены далеко не полностью. В настоящее время ' существенными факторам!, сдерживающими широкое практическое использование поляризационных РЛС, являются: недостаточный объем экспериментальных данных по оценке поляризационных характеристик целей'и их соче-тагагй с различными фоновыми образованиями, а также отсутствие учета воздействия поляризационных характеристик (¡[она на параметры матрицы рассеяния зондируемого радиолокационного объекта при построении алгоритмов функционирования РЛС.

Оценивая существующие направления развитая методов поляризационной радиолокации, необходимо отметить, что двухканвлыше метода, основанные на использовании линейных или круговых ортогональных состояний поляризации, усложняют СВЧ тракт РЛС и систему обработки принимаемого сигнала, обладая в то .та время высоким быстродействием.

С другой стороны, простейшие одноканалыше метода, использующие поочередное излученш сигналов о ортогональными линейными поляризациями, в значительной степени подвержены метающему воздействию угла ориентации собственного базиса цели и на позволяют измерить последний. ' :

В то тле время использование сигналов с линейной вращающейся поляризацией позволяет осуществить оценку, всех параметров матрицы рассеяния при условии одноканальности приемо-пэредавдего' тракта РЛС. Однако, принципы использования сигналов с линейной вращающейся поляризацией нуждаются в дальнейшем развитии и совершенствовании в части расширения их функциональных возможностей при измерении и отображении голяризационно - энергетичес

ккх парамзтров радиолокационных объектов в реальном масштабе времени.

Цедь_рвботу. В связи с Бшеизлохешнм, целью настоящей диссертации является разработка, исследование и макетная реализация алгоритмов функционирования одноканалыюй РЛС с линейной вращающейся поляризацией и исследование поляризационных свойств радиолокационных объектов с ее использованием.

0босноват!е_ст^^кт2ры_работа. Сформулированная цель работы позволяет выбрать направление исследований и обосновать структуру диссертации.

Правда всего необходимо получить и исследовать представления матрицу рассеяния совокупности цель + фон для конкретного класса радиолокационных объектов. Анализ зависимости изменений параметров матрицы рассеяния совокупного объекта от характеристик цели и фона дает возможность обосновать выбор приоритетных, поляризационных параметров, подлокащих измерению и отображению в условиях реальной радиолокационной обстановки в соне действия РЛС. Оценка эффективности использования различных методов поля-ризациошшх измерений для получеши оценки параметров матрицы рассеяния указанной совокупности является логическим продолжением предыдущего вопроса.

Следуюдим втшюм исследования должен явиться анализ eoskoe-ности реализации разработанных алгоритмов (формирования поляризационной структуры сигнала и обработки выходного сигнала приемника) при помощи устройств, обеспечивающих измерение поляриза-циошшх параметров в реальном масштабе времени.

Завершение исследований требует экспериментальной провврш разработанных алгоритмов формирования и обработки, проведение натурных испытаний макета, реализующего эти алгоритмы на практике, а также проведения экспериментальных исследований поляризационных свойств радиолокационных объектов.

работы состоит в следующем :

1.Получе!ш представления матрицы рассеяния совокупности цель + фон для радиолокационных объектов, имещих линейные собственные поляризации.

2.Разработаны алгоритмы формирования и обработки сигналов в РЛС, используицей сигналы с линейной вращаюцейся поляризацией, длл оценки и отображения поляризациошшх характеристик радаоло

кациошгаго объекта з рэалыюм масштабе времени.

3.Разработана структуре устройства обработки радиолокощтон ного сигнала, позволяющего произвести оценку инвариантного и динамического параметров матрицы рассеяния при ограниченном врз-меии обзора одного азимутального направления, техническая новизна которого защищена авторским свидетельством.

4.С использованием разработанных алгоритмов проведены экспериментальные исследования параметров ряда радиолокационных целой, представляющие самостоятельный штэрэс для специалистов в области радиолокационной техники.

настоящей работы определяется том, что разработанные алгоритмы формирования и обработки сигналов о линейной вращающейся поляризацией дают возможгость увеличения информационной способности одноканалышх РЛС,- работающих в условиях ограниченного времени обзора данного азимутального направления. Новизна предложенных технических решений подтверждается авторским свидетельством.

Результаты работа могут бить использовиш при создании новых образцов обзорных и метеорологических радиолокаторов.

Результаты работы попользованы при определении путей модернизации обзорной РЛС 1РЛ133 на предприятии ЮМ "Стрела" (г.Тула), о также в НИР Томского института АСУ и радиоэлектроники.

слодукв^ю основные положения:

1.Изменения степени поляризационной анизотропии цели и фона оказывают существенное воздействие на иаменетм как ннвариантно-го, так и динамического параметров матрицы рассеяния совокупности цель + фон.

2.Угол ориентации собственного Оазиса цели является однпгл ■ из наиболее валашх характерных параметров, подлежащих измерению в поляризационных РЛС.

3.При ограниченном времени обзора данного • азимутального направления, использование РЛС о линейной вращающейся поляризацией позволяет получить адекватные сцепки фактора фор:дн- р и угла ориентации поляризационного базиса цели б с их измеренном и отобрах:91шем в реальном масштабе времени.

. Основные результату робота "з^окекы в 7 работах, опубликованиях в центральной и местной почптл, и

обсундалноь па :

1.16 Всесоюзной конференции по распространению радиоволн. Харьков,1990.

2.Всесоюзной совещании по приземному распространению радиоволн и электромагнитной совместимости. Улак-Удэ,19ЭО.

3.Всесоюзной конфоренции "Методы и средства дистанционного зондирования атмосферы в интересах авиации". КиовДЭЭТ.

4.Областной конференции "Проблема радиотехники, элэктронкки и связи". Томск,1989.

55ММ_Еайоты. Диссертационная работа состоят из впадения, четырех разделов и заключения, изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 83 рисунка, 7 таблиц, список использованной литературы из 58 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

@о_пвпдении обосновывается актуальность темы, цель и структура диссертации, определены научная новизна и практическая значимость работы, а также сформулированы основные положения,выносимые на защиту.

1_П§Е@2У_Е§5£§2® диссертации проведен анализ современного состояния теории и практики поляризационных измерений. При этом, поставленная цель диссертации определила необходимость проведения детального анализа по следующим разделам:

- способы представления поляризационных характеристик радиолокационных сигналов и целой;

- дифХоренциалыше метода поляризационных измерений;

- метода поляризационных измерений, использунцие сигналы с динамической поляризационной структурой.

Проведенный анализ показывает, что матрица рассеяния даэт наиболее полное описание свойств цели.

Однако практическое использование результатов непосредственного измерения элементов матрицы рассеяния, при построении поляризациошшх Р.1С различного назначения, малоэффективно в силу возникающей при атом необходимости записи, хранения и интерпретации большого объема информации.

Как покизано в ряде работ, большинство природных объектов _

характеризуется линейным собственным базисом или, по крайней мэра, данный подход вполне приемлемо отражает реальные свойства этих объектов.

Тогда матрица рассеяния цели в измерительном (связанном о РЛС) базисе может быть записана в виде :

[Б] = [ИдМ

1^1 О

[На], (I)

О ] 9

где ооБв]' 1й9 1 ~ опаРатоРы перехода в систему

координат цели и обратно,

I >1^21" модули собственных значений матрицы рассеяния [8], Лср - дополнительный фазовый сдвиг, вносимый между ортогональными компонентами облучающей волны при отражении от цели.

Свойства радиолокационного объекта полностью характеризуются следующим, набором поляризационных параметров матрицы рассеяния цели:

- коэффициент анизотропии (или фактор формы р=(1-ц)/(1+р.))

це.'и:

ц = - ; (2)

IV, 1 + 1*5,1

- гол ориентации 0 собственного базиса цели;

- допо лги тельный (разовый сдвиг Лф, вносишй целью мозду ортогональными компонентами облучающей В0Л1Ш.

Переход к описанию . свойств цели с помощью ограниченного 'шсла параметров матрицы рассеяния, имеющих ясный физический смысл 11 связанных с возможными механизмами трансформации облучающей волны, является важным шагом на пути создания эффективных алгоритмов функционирования поляризационных РЛС и позволяет оценить с единых позиций потенциальные возможности различных методов поляризационных измерений.

Анализ потенциальных возможностей наиболее распространенных алгоритмов оценки поляризационных параметров показал, что предпочтительным, с точки зрения воздействия дифференциальных факто

рсш среды распространения, являете;* построение алгоритмов оценки поляризационнку параметров, использукжак линейные поляризации излучения РЛС.

О учетом вшаизложонного мокно сформулировать следуюцие задачи, поставленнне в настоящей диссертации :

I.Получение представлений матрицы рассеяния совокупности цель + фон для радиолокационных, объектов, шоюгцих линейлие собственные поляризацгш. .

2.Определение приоритетных поляризациошшх параметров, под-лвкащих измерению и отображению, в условиях реальной радиолокационной обстановки в зоне действия РЛС.

3.Обоснование и разработка алгоритма функционировании поляризационной РЛС, использующей линейные поляризации для оценим поляризациошшх параметров цели в реальном масштабе времени, и проведение экспериментальных исследований с использованием данной РЛС. ■

§2_втором_ра229ле диссертации, основываясь на физической суцаости преобразовашя поляризациошюй структуры сигналов в реальном радиолокационном канале (в приближении однократного рассеяния и некоррелированности сигналов, отракешшх цэлью и фоном), получено представление матрицы рассеяния (матрицы Грейв-са) совокупности цель + фон дгя случая лишенных сооотвошихл поляризаций цели:

где Х1о' о ~ и0°ТВ£>'гс,1'В8Ш10 собственные числа

матриц рассеяния фона и цели;

Цр - коэффициент анизотропии совокупности цель + фон;

-<ео~в) ~ Угол ориентации совокупной цели, а также нцракения для ее параметров: .

[02] = 0,5 ♦ + ^ )

(3)

«м£>2 + 2 Ц* К ООВ2Л9 + (!1|)2 К2}1/2, (4)

В = aгotg

Ц® К в!п2Д9 М-р + Ц® К сов2Л8

. (Б)

где к

* Я1ф *?о + 4о

(в)

коэффициент, ровный отношению полных ЭПР фока и цели; Л9=(90-8ф) - угол рассогласования собственных базисов цели и

(¿она«

Анализ полученных выражений показывает, .что .наблюдается существенная зависимость анизотропных свойств совокупного объекта как от коэффициентов анизотропии цели и фона, так .и от соотношения к полных ЭПР фона и цели.

При значении параметра К, равном отношению хоаМвдиэнтон анизотропии цели и фона:

«и - ' ф

(7)

наблюдается уменьшение коэффициента анизотропии совокупного объекта, а, при ортогональных собственных базисах цели н фона, коэффициент анизотропии совокупного объекта Цр становится равным нулю независимо от анизотропных свойств цела и фона.

Аналогичный эффэкт наблюдается в интервале углов р'ассогла-' сования поляризационных базисов,близких к ортогональным, определяемым выражением:

А90 > 0,5 агооов

Ао <1+Ки)а 2(Ц°)2

(В)

При этом, степень поляризационной анизотропии |1р будет тоньше заданного уровня А .

Угол в дополнительного поворота собственного базиса цели

I

твгакэ существенно зависит от соотношения полных ЭПР фона и цели.

В случае преобладания ЭПР цели над ЭПР фона дополнительный поворот Оазиса цели незначителен; в области же ЭПР фона.значительно превышающей ЭПР цели (параметр к»1), угол в приближается к величине угла рассогласования собственных базисов цели и фона, о ориентация базиса совокупной цели определяется углом ориента ции собственного базиса фона.

Значительная зависимость параметров матрицы рассеяния от изменений коэффициента к (наряду с зависимостью от анизотропных свойств цели и фона) имеет существенное значение, поскольку, как известно, для одиночной цели полная ЭПР определяет плотность-потока мощности и, следовательно, изменяет лишь масштаб эллипса поляризации, но меняя его параметров.

В_трэтьем_раздэле диссертации, на основе результатов.полученных во втором разделе, проведен анализ потенциальных возможностей широко используемого (из-за простоты технической реализации) одноконального метода, использующего понятие дифференциальной радиолокационной отражаемости 2 :

1 - оов282

= 20 1в " 20 1« —

1&)

и его модификаций.

Метод позволяет получить оценку фактора формы при совпадающих собственных базисах одиночной цели и измерительного.

Анализ, проведенный в диссертации, показал, что, даже при совпадающих базисах цели и измерительного, воздействие фоновых отражений приводит к дополнительному повороту базиса доли и, как следствие, к значительным отклонениям, параметра гон от фактора формы совокупного объекта. Причем, существует определенная в диссертации область значений параметра (в дБ) больших ОдБ. Последнее соответствует получению оценок фактора формы р>1, в то время как по определению фактор форш р изменяется в пределах от О до Г.

На основании проведенного анализа предложена структурная схема РЛС, позволяющая на основании сравнения амплитуд сигналов,

пршштых при горизонтальной ХеЕх и вертикальной поляризации излучения, определить порядок вычитания и получить, таким образом, оценку фактора форм в пределах от 0 до I.

Как показал анализ, проведенный в первом разделе диссертации, одним из наиболее перспективных (среди исследованных на сегодняшний день одкоканалышх методов поляризационных измерений) является метод линейной вращающейся поляризации. Данный метод, во-первых, позволяет изморить все параметры матрицы рассеяния, во-вторых, исключить влияние угла ориентации собственного базиса цели на результаты измерения инвариантных параметров матрицы рассеяния. Оценка поляризационных параметров, при этом, производится по -результатам измерений амплитуд (а^.а^) и. фаз (Ф4,Ф8) четвертой и восьмой гармоник частота П вращения полуволновой фазовой пластины, используемой для поляризационной модуля-

ции излучения РЛС:

р[дБ} = - гА^ [дБ], (10)

А<р[рад] = (глдя)0'42, (И)

94 = 0,5 <р4, (12)

68 0,25 <р8. (13)

При етом, анализ проводится по огибающей принятой импульсной последовательности, вид которой па Еыходе логарифмического приемника определяется выражением:

1б1ЁВ1(Ш;)| = 150,5^ + 0,Б1е[(1 + 2роовД(р + р2) + + 2(1-р8)оов(4Ш;-29) + .

+ 0,5 (I - 2рсовЛф + рг)(1 + оов(8^-4в))]. (14)

Однако, как показал анализ, проведенный в диссертационной работе, при использовании метода линейной вращающейся поляризации в условиях ограниченного времени обзора одного азимутального направления наблюдается существенное сгосшниз точности оценок

ноляризоциошшх параметров.

Это связано с тем, что при времени обоора, ограниченном так, что в огибающей принятой импульсной последовательности соде рзкится лишь несколько периодов информативных гармоник, возникает существенное расширение и перекрытие полос частот, содержащих основную долю энергии информативных гармонических составляющих. Последнее обуславливает невозможность полного разделения информативных гармоник при фильтрации и является источником воз ншшовения дополнительных погрешностей при измерении поляризационных параметров методом линейной вращагацейся поляризации.

Проведенные расчеты показывают, что при п=1 (п- число периодов 1шформатавной гармоники 40), оценка дополнительного фазо-еого сдвига достигает 25° при истинном фазовом сдвиге,вносимом целью,равном нулю; оценка фактора формы в этом случае составит минус 14 дБ при истинном факторе формы цели,равном 0 дБ.

Для устранения указанного недостатка, существенно ограничивающего функциональные возможности метода линейной вращающейся поляризации в условиях ограниченного времени обзора одного азимутального направления, разработано устройство обработки радиолокационного сигнала, защищенное авторским свидетельством.

Предложенное устройство обработки предполагает запоминание, в буферном запоминающем устройстве, исходной импульсной последовательности, принятой за время обзора одного азимутального направления, с последующим ео Н-кратным периодическим считыванием. Из огибакяцой, получошюй таким образом модифицированной импульсной последовательности, путем фильтрации производится выделение информативных гармоник с последующего измерением их амплитуд и фаз и оценкой поляризационных параметров в соответствии с выражениями (10-13).

Трансформация, спектров информативных гармоник, при введении операции к-кратного считывания исходной реализации, определяется выражениями:

Бс^и) = Б(Ш) ■ К(ы) (15)

К (СО) =

вдп(0,5шИТ1) £№(0,5(1«^ )

(16)

ГД0 Т1 - время обзора одного азимутального направлош!Я. Анализ выражений (15),(16) показывает, что ширина спектров информативных гармоник умоныаается с увеличением числа 1} - считываний исходной реализации.

Последнее позволяет использовать для выделения информативных гармоник более узкополосные фильтры и, тем самым, существенно снизить погрешности оценок поляризационных параметров. При п=1 и использовании восьмикратного считывания исходной ревлиза нии огибающей оценка дополнительного фазового сдвига уменьшается с 25° до 7,5° (при истинном фазовом сдвиге вносимом целью равном нулю); оценка фактора формы уменьшается с минус 14 дБ до минус 2,8 дБ (при истинном факторе формы цели равном О дБ).

Разработанный алгоритм функционирования РЛО с линейной вращающейся поляризацией реализован тагам образом, что взктор Оток-са потока излучения РЛС совпадает с вектором Стокса неполяризо-ванного излучения. В этом случае, в соответствии с теоремой оптической эквивалентности, излучение РЛС является псевдонеполяри-зовэнным, что позволяет использовать результаты анализа, проведенного во втором раздел'о диссертации.

Как показали проведенные исследования, для аффективной работы предложенного устройства обработка радиолокационного сигно-ла необходимо формирование излучаемого сигнала с линейной вращающейся поляризацией на интервале времени кратном целому числу периодов информативных гармоник:

Г, = п а'40 = 2п т8П, (17)

Несоблюдение условия (17) приводит к существенному расширению спектров информативных гармоник и, как следствие, к снизекию указанного положительного эффекта.

Д) реализации предложенного алгоритма измерения поляризационных параметров в реальном масштабе времени частоту считывания значений исходной реализации огибающей необходимо выбирать из условия:

рсч ^ ы-н-ризп' <18>

где: И- число квантов по дальности; Гизг[- частота излучения зон

дирувдах импульсов РЛО.

1_2§твертом_2аз29Лэ' диссертации описан вариант экспериментального макета поляризационной РЛС с линейной вращающейся поляризацией излучения, позволивший реализовать разработанный алгоритм оценки поляризационных характеристик целой, рассмотрены принципы работы и функциональные возможности указанного макета, приводятся результаты экспериментальных исследований поляризационных. характеристик радиолокационных объектов, просе денные с его использованием.

Макет поляризационной РЛС "Полярно" с линейной вращающейся поляризацией излучения реализован на базе бортовой метеонавига-ционноа РЛС А813 "Контур." и позволяет проводить оценку поляризационных параметров целей в реальном масштабе времени в координатах дальность - азимут в 64 квантах" дальности. Время измерения составляет 80 иа, что соответствует, в общем случае, наличию и огибающей пржятой импульсной последовательности четырех периодов гармоники с частотой 40 и восьми периодов гармоники с частотой 80. При этом в РЛС "Полярис" использовано восьмикратное счи-' тывагаю исходной реализации огибащей, позволившее существенно снизить рассмотренные погрешности оценок поляризационных параметров.

В 1989-1993 годах с использованием РЛС "Полярис" были проведет экспериментальные исследования.

При этом, помимо проверки основных теоретических положений и адекватности получаемых оценок поляризационных параметров, ставились также задачи поиска характерных значений, особенностей поляризационных характеристик различных целей, а также выбор приоритетных поляризационных параметров, подлежащих измерению и отображению.

В качестве целей использовались кик цели с известными поляризационными характеристиками, так и различные объекты искусственного происхождения (ЛЭП различной конфигурации, башенные краны, кирпичная труба), а такие цели (включая малоразмерные) на фоне взволнованной морской поверхности и метеообъекты в различном фазовом состоянии.

В качество целей с известными поляризационными характеристиками использовались уголковые отражатели с поляризационными трансформаторами. При этом, путем установки соответствующего

полнркзпцчошого трансформатора имитировались цели с фактором форма р =-3;-10;-20 дБ, а поворот поляризационных трансформаторов в ПЛОСКОСТИ, перпендикулярной ЛИНИИ ВИЗИрОВаНИЯ РЛС-Ц9ЛЬ, позволял дискретно изменять угол ориентации собственного базиса цели (0°;-60°;+60°).

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что оценки фактора формы и угла ориентации поляризационного базиса адекватно отражают изменения поляризационных характеристик целей.

В случае установки поляризационных трансформаторов с р,г=-10;-20 дБ, гистограммы, построенные по выборочным значениям фактора форм! цели и фона, но перекрываются. Увеличение до углового рассогласования базисов цели и фона (при ^ изменении угла ориентации собственного базиса поляризационного трвноформатора с рт=-3 дБ от 0° до -60°) приводит к увеличению вероятности правильного обнаружения при фиксированной вероятности локиой тревоги.

Анализ экспериментальных исследований поляризационных свойств различных искусственных объектов на местности показал, что для большинства из них характер™ ярко варазшшше анизотропные свойства (р=-8,2...-24,Б дБ), что позволяет использовать указанный параметр для селекции этого класса целей на различных фоновых поверхностях.

Однако ьеболыше изменения угломестного положения антенна РЛС (1°-2°) приводят к существенным изменениям оценок поляризационных характеристик целей.

Так, изменение угломестного положения антенны РЛС при зондировании опоры высоковольтной ЛЭП (на дальности Я=600 м) с 3° до 5° приводит к изменению оценки фактора формы от р=-24,5 дБ до О дБ о одновременным увеличением с.О до 10,57 дБ удвоенной амплитуды восьмой гармоники.

Это свидетельствует о необходимости для успешной селекции рассматриваемого класса целей, использования либо нескольких поляризационных параметров, либо одновременного сканирования внтешш РЛС как в азимутальной, так и в угломестной плоскостях.

При проведении экспериментальных исследований на фоно взволнованной морской поверхности использовались корабли, различным образом ориентированные относительно линии визирования

РЛС-цель, и малоразмерные цели. В качества последних использовались металлические цилиндры различного диаметра (высотой порядка 1,5 м), а также морской радиолокационный буй.

РЛС размещалась на испытательном полигоне на высоте 30 и над уровнем моря.

Корабли имеют существенно анизотропные свойства. При этом, наиболее высокие значения амплитуды четвертой гормовшсп (р=-23дЕ) были зафиксированы при зондировании корабля, ориентированного кормой к линии визирования.

Фактор формы цилиндра диаметром в=420мм, зондируемого на дальности п=1,8 км, и морской поверхности отличаются незначп тельно, что делает их труда о различимыми на фоне взволнованной морской поверхности при использовании фактора формы.

Одатко средние значения угла ориентации металлических цилиндров и моря отличаются на величину порядка 15°.

Фактор форлы различных типов метеообразований также имеет небольшой диапазон изменения.

В то ке время угол ориентации собственного базиса обладает характерными особенностями для различных типов метеообразовашй!: угол ориентации собственного базиса дпждя Лризок к горизонтальному, а ориентация базиса доадя со снежной крупой и снега приближается к вертикали.

Появление в спектре огибающей восьмой гармоники является отличительным признаком обильного снегопада.

Наличие_в спектре огибающей значительных амплитуд восьмой гармоники (2Адп = 8.. ,10,57. дБ) характерно такх:о для ряда высотных искусственных сооружений (опора высоковольтной ЛЭП, мачта РРЛ связи, кирпичная труба).

. Анализ экспериментальных данных показал, что оценки угла ориентации собственного базиса различных целей имеют, как правило, небольшое, а в ряде случаев, близкое к нулю среднеквадрати-ческоэ отклонение.

Кроме того, для целой типа башенных кранов, зондируемых на различных дальностях, зафиксированы высокие значения интервалов корреляции ввтокоррэляционных функций, построенных по выборочным значениям угла ориентации собственного базиса : Б и 5,6 с.

В_заключении сформулированы основные результата диссертационной работы, заключающиеся в ело душем :

1.Степень анизотропии (фактор Форш) н угол ориентации поляризационного базиса совокупной цели (цель + фон) в существенной степени зависят как' от поляризационных параметров цели и (фона, так и от соотношения К их полных ЭПР.

2.Появление угла рассогласования Лв поляризационных базисов цели и фона приводит к снижению коэффициента анизотропии совокупной цели даже в случае равенства коэффициентов анизотропии цели и ¡фона. Наиболее существенное снижение коэффициента анизотропии совокупной цели наблюдается при ортогональных поляризационных базисах цели и фона и значении параметра к определяемого выражением (7). В атом случае коэффициент ашгаотропии совокупной цели принимает нулевое значение независимо от анизотропных свойств цели и фона.

3.Угол ориентации собственного базиса цели является одни?.! из наиболее важных параметров при поляриметрическом отображешш информации в РЛС.

4.При использовании сигналов с линейной вращающейся поляризацией изменения огибающей принятого сигнала адекватно отражают трансформацию вектора Джонса излучаемого сигнала. Однако .в условиях ограниченного времени обзора одного азимутального направления возникают дополнительные ошибки в оценке поляризационных параметров цели.

б.Разработан алгоритм функционирования РЛС с линойной вращающейся поляризацией, позволяющий в условиях ограниченного времени обзора одного азимутального направления получить адекватные оценка фактора формы и угла ориентации собственного базиса цели, измеряемые-иотсЗражаемые в реальном масштабе времени.

6.Определена структура одноканалыюй поляризационной РЛС, реализующей указанный выше алгоритм; разработана структура устройство обработки принятого сигнала, а также создан макет экспериментальной установки.

7.Экспериментальные исследования, проведенные с использованием макета поляризационной РЛС "Полярис", подтверждают адекватность оценок поляризационных параметров, полученных при использовании разработанного алгоритма функционирования РЛС в условиях ограниченного времени обзора одного азимутального направления.

8.Получены экспериментальные оценки поляризационных параметров характерных наземных целой, целей на фоне, взволнованной

морской поверхности, а такл:о облаков и осадков в различном фазовом состоянии, представляющие самостоятельный интерес для специалистов в области построения радиолокационной техники.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих роботах:

1.Масалов Е.В., Татаринов В.Н., Бацула А.П., Корень-ков О.С.Результаты экспериментальных исследований поляризационных характеристик рассеяния радиолокационных сигналов облаками и осадками //16 Всесоюзная конференция по распространению радиоволн: Тезисы докладов.Часть 2.-Харьков: Издательство Харьков, политехи. 1ш-та,19Э0.

2.Ыасалов Е.В., Вацула Л.П.,' Татаринов В.Н., Корень-ков О.С.,Рогов В.Н. Использование псевдонополяризованных радио локационных сигналов для дистанционного зондирования метеообра-зовашй //Всесоюзная научно-техническая конференция "Методы и средства дистанционного зондирования атмосферы в интересах авиа-гдц": Тезисы докладов.-Киев: Издательство КИИГЛ.-1991.

3.Масалов Е.В., Татаринов В.Н., Бацула А.П., Корень-ков О.С.,Рогов В.Н. Исследование устойчивых закономерностей влияния характеристик метеообразований на поляризационную структуру радиолокационных ситазлзп //Всесоюзное совещание по приземному распространению радиоволн и электромапштной совместимости: Тезисы докладов.-Улан-Удэ:ВВД СО АН СССР,1990.

4.Мосолов Е.В., Оттенс А.О., Кореньков О.С., Татаринов В.Н. Устройство обработки выходного сигнала приемной системы РЛС с поляризационной модуляцией //Областная научно-техническая конференция "Проблема радиотехники, электроники и связи": Тезисы докладов.Часть!.-Томск:ротапринт ЦНТИ.-1989.

Б.Ыасалов Е.В., Татаринов В.Н., Бацула А.П., Кореньков 0.0. и др. Изучение устойчивых закономерностей влияния характеристик мотеообразовашй и их изменчивости на поляризационную структуру радиолокационных сигналов с целью создания и разработки нового поколения ыетоолокаторов: Отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / ТИАСУР. - ВНТЙЦ, & ГР 0I89008I460, шв. й 02910005265.-Томск, 1990.

6.Отчет о научно-исследовательской работе по теме 6/88 //Томск. Ин-т автоматизиров. сист. управления и радиоэлектрон. (ТИАСУР).-Томск,1990. •

7.А.С. 1734473 СССР, !.1.кл.4 g01s 7/СО. Устройство обработки радиолокациотшх импульсных сигналов / 1'асплов Е.В., Корень-ков О.С., Оттенс А.О., Татаринов В.Н.

Заказ J6 59 Тиран 60 Ротапринт ТАСУР