автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Пассивно-активные радиотехнические средства контроля метеорологических параметров

На правах рукописи

ПЕРВУШИН Радислав Валентинович

ПАССИВНО-АКТИВНЫЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

05 12 04 Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ооаи < ^^

Г

Владимир 2007

003071344

Работа выполнена на кафедре «Информационные технологии в проектировании и управлении» Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета

Научный руководитель

Доктор физико-математических наук, профессор Щукин Г Г

Официальные оппоненты

Доктор физико-математических наук Стасенко В Н

Кандидат технических наук, доцент Ефимов В А

Ведущая организация

Научно-производственное предприятие «Радар ММС»

Защита состоится « 25 » мая 2007 г в « 14 » часов на заседании диссертационного совета Д212 025 04 в ауд 211 главного корпуса Владимирского государственного университета по адресу 600000, Владимир, ул Горького, 87

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета

Автореферат разослан «23» апреля 2007 г Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу 600000, Владимир, ул Горького, 87

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук

А Г Самойлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы.

Радиотехнические методы широко используются в различных областях науки и техники Радиоаппаратура применяется не только для передачи радиосигналов, но и при проведении всевозможных измерений Возможность проведения дистанционных измерений с передачей сигналов на большие расстояния, представление результатов измерений в удобном для потребителя виде, высокая надежность радиоэлектронных средств - все это и определяет тот интерес, который проявляют в различных научных направлениях к созданию новых образцов радиоизмерительной техники Одно из направлений, в котором радиотехнические устройства нашли применение с момента изобретения радиосвязи - метеорология

Большинство сформировавшихся к настоящему времени радиотехнических методов дистанционного исследования метеопараметров атмосферы объединяются общим названием «радиометеорология» В целом дистанционные радиометеорологические системы можно разделить на два вида пассивные и активные Пассивные системы осуществляют измерение собственного излучения метеообъектов и позволяют решать задачи исследования распределения жидкокапельной влаги в поле облаков и окружающем пространстве, определять уровень напряженности электрического поля и т п Активные системы используют принципы локации с последующим анализом отраженных сигналов и применяются для получения количественной информации о жидких и твердых осадках, исследования облаков, изучения атмосферной турбулентности, гроз, шквалов, ветра и т п

Все возрастающие требования к количеству и качеству получаемой метеоинформации привели к созданию совмещенных пассивно-активных радиометеорологических систем (ПАРМС), позволяющих за счет соответствующей обработки радиометеорологической информации взаимно компенсировать недостатки, присущие каждой из систем в отдельности, что существенно повышает достоверность извлекаемой информации

Теоретическая и практическая проработка основных принципов построения и применения пассивно-активных систем была осуществлена в работах Степаненко В Д , Щукина Г Г , Горелика А Г , Абшаева М Т , Фалина В В , Булкина В В и ряда других авторов Данное направление радиометеорологии продолжает эффективно развиваться и насущной необходимостью является продолжение исследований и решение ряда теоретических и прикладных задач по совершенствованию систем Например, в пассивных радиометрических приемниках не решены вопросы одновременного повышения чувствительности и обеспечения стабильности коэффициента передачи, только для одного частного случая схемотехнического построения ПАРМС решены вопросы внутрисистемной электромагнитной совместимости

Еще одна из проблем, требующая своего разрешения - повышение точности измерений, которая достаточно часто зависит от стабильности основных показателей радиотехнической системы Решение ее возможно за счет создания надежных методов и средств калибровки радиометеорологических приемников, а также алгоритмов и устройств обработки радиометеорологической информации, в том числе - для решения прикладных задач

Перечисленные обстоятельства позволяют сделать вывод о том, что рассматриваемая тема является актуальной

Цель диссертационной работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании структур построения и применения пассивно-активных радиометеорологических систем и расширении их функциональных возможностей Исходя из цели работы, задачами исследования являются

♦ анализ возможности применения принципов пассивно-активного радиометеорологического мониторинга для решения задач обеспечения метеорологической безопасности воздушного движения,

♦ разработка методик определения распределенных метеорологических параметров при использовании пассивно-активных радиотехнических дистанционных систем;

♦ анализ методов и разработка структурных схем совмещенного построения пассивно-активных радиометеорологических систем, обеспечивающих повышение точности контроля метеопараметров,

♦ экспериментальная реализация разработанных теоретических решений,

♦ выработка рекомендаций по дальнейшему совершенствованию пассивно-активных радиометеорологических систем мониторинга

Научная новизна работы состоит в том, что решены вопросы совершенствования пассивно-активных радиометеорологических систем и развита методология их применения в мониторинге природной среды

♦ разработана методика, позволяющая осуществить расчет распределения водности облачного образования средствами ПАРМС,

♦ разработаны алгоритмы обработки радиометеорологической информации, позволяющие повысить эффективность выявления средствами ПАРМС зон возможного обледенения летательных аппаратов,

♦ разработаны структуры пассивно-активных радиометеорологических систем, обеспечивающих решение проблем внутри- и внесистемной электромагнитной совместимости,

♦ предложена структура радиометрического модуляционного приемника, обеспечивающая повышение порога чувствительности за счет осуществления функции модуляции в балансном смесителе,

♦ разработаны методы калибровки каналов ПАРМС, повышающие точность обработки радиометеорологической информации благодаря контролю основных характеристик системы и компенсации их изменений

На защиту выносятся результаты теоретических и экспериментальных исследований

♦ алгоритм получения информации о распределении водности облачного образования средствами ПАРМС, ,

♦ совокупность технических решений, в частности структуры построения ПАРМС, радиометрических приемников и поляриметров, положенные в основу авторских свидетельств на изобретения №№ 1344074,1351408,1376049, 1577529 и полезной модели № 17083,

♦ алгоритмы обработки радиометеорологической информации, позволяющие прогнозировать возможность обледенения летательных аппаратов,

♦ результаты конструкторской проработки и летных испытаний ПАРМС,

♦ рекомендации по дальнейшему совершенствованию пассивно-активных радиометеорологических систем зондирования атмосферы

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что

♦ разработана совокупность схемотехнических решений, обеспечивающая улучшение технических характеристик радиометеорологической аппаратуры, заключающееся в повышении чувствительности пассивного канала в 2 раза (3 дБ), снижении погрешности калибровки активного канала на 65% и обеспечении внутрисистемной развязки между каналами на уровне 160±7дБ,

♦ разработана и реализована действующая пассивно-активная радиометеорологическая система бортового базирования, обеспечивающая более ранний (на 3-4 минуты) прогноз о возможном обледенении летательного аппарата,

♦ разработаны алгоритмы обработки радиометеорологической информации, обеспечивающие повышение вероятности правильной классификации выявления зон вероятного сильного обледенения летательных аппаратов с 0,8 до 0,91,

♦ получена оценка влияния искусственной среды на проходящий через нее радиосигнал, несущий полезную информацию о метеорологических объектах, в различных условиях эксплуатации (увеличение поглощения радиосигнала до 30%)

Реализация Исследования и практические разработки по теме диссертации были использованы при выполнении

♦ трех хоздоговорных работ в рамках программ ГКНТ 0 74 1001 12Н1 и 0 74 01 05 01 08 Н2 с ГГО им А И Воейкова,

♦ трех хоздоговорных работ в рамках программ ГКНТ IV 27а 04 и V 32д 09 с ЦАО,

♦ хоздоговорной НИР с Муромским заводом радиоизмерительных приборов,

♦ ряда госбюджетных НИР, в том числе - трех госбюджетных финансируемых НИР в рамках Научно-технической программы Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники»

В перечисленных НИР автор принимал участие как исполнитель и ответственный исполнитель

Результаты исследований и их практической отработки были внедрены в Научно-исследовательском центре дистанционного зондирования атмосферы - филиале Главной геофизической обсерватории им А И Воейкова, г С Петербург, на Муромском заводе радиоизмерительных приборов и в учебном процессе в Муромском институте (филиале) Владимирского государственного университета, что подтверждается Актами внедрения

Апробация работы Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на более чем двух десятках конференций всесоюзного, международного и всероссийского уровней республиканская НТК "Актуальные вопросы радиоэлектроники и автоматики народному хозяйству" (г Свердловск, 1984 г), VII всесоюзное совещание по радиометеорологии (г Суздаль, 1986г), XV всероссийская конференция по распространению радиоволн (г Алма-Ата, 1987г ), II и III всероссийские научные конференции «Применение дистанционных радиофизических методов в исследовании природной среды» (г Муром, 1992г, 1999г), международная конференция "Методы и средства оценки и повышения надежности приборов, устройств и систем" (г Пенза, 1995 г), 54-я всероссийская научная

всероссийская научная сессия НТО РЭС (г Москва, 1999 г), III международная научно-техническая конференция ЕАТК ГА (г Егорьевск, 1999 г), IV международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 1998г ), «6th Specialist Meeting on Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Environment» (Firenze, Italy, 1999r ), III, IV, V и VI международные научно-технические конференции «Перспективные технологии в средствах передачи информации» (Владимир, 1999г., 2001г, 2003г, 2005г ), International Symposium «Advanced Surface Movement Guidance and Control System» (Stuttgart, Germany, 1999r), «International Symposium on Precision Approach and Automatic Landing» (ISPA -2000) (Bonn, Germany, 2000г ), I и II всероссийские научные конференции «Дистанционное зондирование земных покровов и атмосферы аэрокосмическими средствами» (Муром, 2001г, С Петербург, 2004г), «German Radar Symposium» (GRS'2002) (Berlin, Germany, 2002г ), I и II всероссийские научные конференции «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике» (Муром, 2003г , 2006г ), а так же ежегодные научные конференции Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета (1982-2007г г )

Публикации По теме диссертации опубликовано 46 печатных работ, включая 12 статей (в том числе 2 в центральных журналах, включенных в перечень ВАК), 28 докладов и тезисов докладов, 5 авторских свидетельств и 1 свидетельство на полезную модель Исследования и разработки отражены в 8 отчетах по хоздоговорным и госбюджетным НИР

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х разделов, заключения, списка используемой литературы и приложения Общий объем работы составляет 151 страницу машинописного текста, 36 рисунков, 11 таблиц Библиография включает 158 наименований В приложении представлены документы, подтверждающие внедрение результатов работы

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, раскрывается научная новизна и практическая ценность, сформулированы выносимые на защиту положения, дается краткий обзор содержания работы

В первом разделе дан анализ известных радиометеорологических методов и устройств

Проанализированы особенности проведения пассивных и активных радиометеорологических измерений, выявлены их достоинства и недостатки Показано, что применение совмещенных пассивно-активных радиометеорологических систем позволяет не только компенсировать недостатки, присущие пассивной и активной системам в отдельности, но и повысить точность определения средней водности облака ï?(F) вдоль направления Г, выражаемой соотношением

(1)

где И'(Г) - водозапас облака вдоль направления визирования, определяемый с помощью пассивных методов, ¿(Г) - протяженность зондируемой зоны облака (дождя)

С целью обеспечения решения проблем оптимального схемотехнического построения ПАРМС, внутри- и внесистемной электромагнитной совместимости и т д , предложена и осуществлена систематизация основных параметров, влияющих на результаты измерений, по группам информационных параметров (связанных с метеорологическими параметрами), параметров обстановки (сопутствующих) и мешающих (неинформативных) параметров Функциональную связь между указанными параметрами и поступающими на вход приемников сигналами устанавливает оператор преобразования Определен минимальный уровень развязки между каналами (140 дБ), обеспечивающий решение проблемы электромагнитной совместимости

Определены цели и задачи диссертационной работы, заключающиеся в теоретическом и экспериментальном обосновании структур построения и применения пассивно-активных радиометеорологических систем и расширении их функциональных возможностей

Во втором разделе проведен анализ методов и осуществлена разработка устройств построения и применения ПАРМС

На основе анализа методов совмещения пассивного и активного каналов ПАРМС определено, что в целом следует выделить три варианта- раздельное построение пассивного и активного каналов с взаимной их синхронизацией, совмещение работы несвязанных каналов за счет взаимной синхронизации, совмещенное построение сопряженных каналов

Сравнительный анализ особенностей выявленных вариантов показывает, что наиболее целесообразно построение ПАРМС по третьему варианту с частотно-временным разделением пассивного и активного каналов Это позволяет обеспечить необходимый уровень развязки между каналами

Проведенный анализ методов построения пассивных каналов (радиометрических приемников) показывает, что наиболее стабильными при построении ПАРМС являются модуляционные приемники С целью снижения потерь в приемном тракте, а, следовательно, повышения порога чувствительности пассивного канала, разработан радиометр, в котором функция модуляции осуществляется в балансном смесителе В основу принципа действия положено свойство балансного смесителя подавлять слабые сигналы, поступающие в балансный смеситель по одному каналу с сигналом гетеродина Схема радиометра представлена на рисунке 1

Процесс модуляции заключается в поочередном подключении выхода гетеродина к одному из двух входов балансного смесителя В результате такого построения радиометра упрощается разработка модуляционного переключателя, остается постоянным выходное сопротивление смесителя, отпадает необходимость применения ферритовых развязывающих устройств на входе приемника Все это приводит к обеспечению высокого порога чувствительности радиометрического приемника

Проведенные теоретические исследования частотной зависимости коэффициента подавления шума балансным смесителем показывают, что даже при наихудшем сочетании параметров смесителя затухание паразитных сигналов в канале гетеродина остается более 15 дБ в полосе частот ±10% от средней частоты Экспериментальные исследования подтвердили эффективность предложенной структу-

структуры при разработке радиометров миллиметрового диапазона, а также радиометров в микрополосковом исполнении

I - входное устройство, 2,3, И - направленные ответвнтелн; 4 - смеситель;

5 - усилитель промежуточной частоты, 6 - квадратичный детектор, 7 - УНЧ;

8 - синхронный детектор, 9 - регистратор, 10 - согласованная нагрузка;

12 - гетеродин; 13 - переключатель; 14 - аттенюатор, 15 - генератор шума;

16 - генератор опорного напряжения Рисунок 1

Предложен метод калибровки пассивного канала, позволяющий осуществлять не только градуировку измерительной шкалы, но и оценивать ее линейность Даны рекомендации по выбору эталонных мер источников радиояркостных температур и их количественных значений Учтены особенности работы радиометрического приемника в составе системы и возможности управления режимами модуляции и бланкирования гетеродина для формирования дополнительных точек в градуиро-вочной шкале

Разработаны варианты пассивно-активной системы, обеспечивающие решение проблемы внутрисистемной совместимости каналов и повышения чувствительности пассивного канала (до двух раз) С целью обеспечения дополнительной развязки каналов использован принцип частотной селекции (смещение центральных частот усилителей промежуточной частоты активного и пассивного приемников) /лч4=/г-/л. = /пчп-(^ачп/2)»/лк + (^лк/2), (2)

гДе /пчл И /пчп ~ центральные частоты трактов промежуточной частоты соответственно активного и пассивного каналов, &/пчл и Л/,71/// - полосы пропускания соответствующих трактов, /ГА и /ИА - частота гетеродина и рабочая частота активного канала

Применение совмещенных систем для контроля метеопараметров требует разработки новых алгоритмов совместной обработки измерительной информации В работе представлены полученные расчетные выражения для нахождения распределения водности внутри различных облачных зон или зон осадков по линии контроля для длин волн Я = 3,2 и Я = 1,6 см Для длины волны Я = 3,2 подобное расчетное выражение имеет вид

и<Д) = (1.891Г, +54) . ^^ г„ п.

где Тя и г„ - радиояркостная температура и оптическая толщина облака, расстояние до границ которого Я, и Л2, 2(7?) - отражаемость облака

С целью решения задачи расширения возможностей ПАРМС при использовании их в системе метеорологического обеспечения безопасности, осуществлена проработка дискриминантных функций, позволяющих выявлять зоны интенсивного обледенения летательных аппаратов на основе количественных характеристик водности (3)

Основываясь на статистических данных условий, в которых происходило обледенение самолетов, предложены более эффективные нелинейные дискрими-нантные функции, имеющие вид

= -и> + е° 0297 или К = (н>~ 0,05)(Г -1) + 0,45 (4)

Интенсивность обледенения считается высокой при F >0

В третьем разделе приведены результаты практической реализации разработанных структурных схем

Предложена новая структура пассивно-активной радиометеорологической системы самолетного базирования Разработан действующий макет ПАРМС, определены его характеристики Структурная схема системы представлена на рисунке 2, а ее внешний вид - на рисунке 3

1 - входное устройство, 2, - цнркулятор, 3 - устройство защиты,

4 - активный канал, 5 - синхронизатор, б — генератор шума, 7 - модулятор;

8 - УПЧ, УНЧ, 9 - радиометр, 10 - устройство обработки.

Рисунок 2

С целью достижения необходимого уровня развязки (не менее 140 дБ) в ПАРМС применены следующие меры

♦ введено устройство разделения сигналов в СВЧ тракте,

♦ нижняя граница полосы пропускания УПЧ пассивного канала выбрана равной 150 МГц, при центральной частоте УПЧ активного канала - 30 МГц,

♦ осуществляется бланкирование сигнала гетеродина,

♦ введено бланкирование сигнала в тракте НЧ радиометра путем подавления паразитного сигнала дифференциальным УПТ во время действия бланкирующего импульса на синхронный интегратор

Рисунок 3

Все это; а также меры конструктивного характера обеспечили реальный уровень развязки каналов 160±7дБ.

1 - входное устройство; 2 - передатчик; 3 - синхронизатор; 4 - переключатель;

5 - формирователь управляющих импульсов; 6 - ключ; 7 - управляемый выключатель; 8 — приемный тракт; 9 - блок вычитания. Рисунок 4

Разработано устройство калибровки приемника активного канала, основанное на использовании паразитного сигнала, просачивающегося на вход приемкой части радиолокатора в момент излучения зондирующего импульса. Особенностью разработанного принципа является то. что формироваЕшс калибровочного сигнала может быть осуществлено практически без переделки волноводногй тракта активного канала. Это предполагает возможность использования подобного принципа с любым типом серийно выпускаемых станций.

Схема устройства калибровки представлена на рисунке 4.

Применение данного устройства позволит учесть неконтролируемые изменения мощности передатчика и различия в спектрах излучаемого и калибровочного сигналов, что позволяет устранить погрешность калибровки активного канала, которая может достигать 65%.

Приведены результаты схемотехнической отработки устройства калибровки.

Представлены результаты летных испытаний ПАРМС, На рисунке 5 представлен вертикальный разрез облака и уровень нулевой изотермы (Т = 0°С), Как видно из рисунка, основная часть облака расположена выше уровня нулевой изотермы, что говорит о высоком содержании переохлажденной и кристаллической воды. Согласно предложенной методике, выявлена зона возможного интенсивного обледенения Л А, показанная на рисунке более темным фоном. Оценка осуществлялась на основе рассмотренных ранее нелинейных дискриминантных функций.

I - отражение иг земной поверхности (главный лепесток); 2 - отражение от *еммои поверхности (боковые лепестки); J - отражение от облачного образования; 4 - зона возможного обледенения JI Л.

Рисунок 5

В четвертом разделе рассмотрены пути дальнейшего совершенствования ПЛРМС.

В рамках ас пользования 11ЛРМС для решения задач повышения метеорологической безопасности полетов, на основе полученного в разделе 2 выражения для вычисления распределения водности внутри облачных зон и нелинейных дискри-минантиых функции, разработан алгоритм вычисления водности переохлажденных облаков и выявления зон возможного обледенения самолетов, разработана функциональная схема устройства вычисления.

Предложены пути повышения точности обработки информации в радиометрическом канале, в частности, с использованием принципа поляризационной селекции. Разработаны устройства, позволяющие не только осуществлять поляризационные намерения, но и обеспечивающие подавление кроссгюляризаиионных помех. Схема дву хканал ь но го компенсатора представлена на рисунке 6.

Среди путей дальнейшего расширения функциональных возможностей радиометеорологических измерений предложено применение многомерных радиометрических измерений, которое подразумевает комплектование различных метеорологических измерительных устройств с различными принципами действия.

Дополнительно в рамках исследований было проанализировано прохождение радиоволн, несущих полезный сигнал о состоянии метеообъектов, через сложную среду - радио прозрачный обтекатель, устанавливаемый на самолете, в различных его функциональных состояниях: в сухом состоянии, влажном и со слоем льда.

Дана оценка повышению эффективности использования разработанных методов и устройств при решении прикладных задач, в частности - выявлении зон возможного обледенения самолетов, заключающаяся в увеличении резерва времени па принятие решения об изменении маршрута полета.

у;

1

1 3

г. I

а

Канал 1

8

4

Канал 2

1 - усилитель высокой частоты; 2 - квадратичный детектор, 3 - демодулятор, 4- интегратор; 5 - сумматор, 6 — ключ, 7— генератор опорных напряжений; 8- перемножитель; знак «-» перед сумматором обозначает инвертирующий вход Канал 2 идентичен Каналу 1 Рисунок 6

В заключении подведены итоги работы, которые заключаются в следующем

♦ разработаны структурные схемы совмещенного построения ПАРМС, обеспечивающие возможность одновременной работы активного и пассивного каналов при высоком уровне (не менее 160 дБ) помехозащищенности, разработан принцип функционирования модуляционного радиометра (пассивный канал) в составе ПАРМС, позволяющий в два раза повысить чувствительность,

♦ разработаны принципы калибровки активного и пассивного каналов, позволяющие устранить погрешности измерения, обусловленные причинами как методического, так и инструментального характера, что определило повышение точности калибровки на 65%,

♦ разработана действующая ПАРМС самолетного базирования, проведены ее полевые испытания,

♦ разработаны алгоритмы для двух длин волн, позволяющие осуществить расчет распределения водности для участка облака, и предложены нелинейные дискриминантные функции выявления средствами ПАРМС зон возможного обледенения летательных аппаратов, на их основе разработан алгоритм обработки радиометеорологической информации и схема устройства вычисления, обеспечивающие повышение вероятность правильной классификации выявления зон вероятного сильного обледенения летательных аппаратов с 0,8 до 0,91,

♦ предложены пути повышения точности обработки информации в радиометрическом канале, в частности, на основе принципа поляризационной селекции и подавления кроссполяризационных помех, разработана схема модуляционного поляриметра с компенсатором кроссполяризационных помех,

♦ показано, что разработанная система улучшает точность прогноза возможного обледенения летательного аппарата и позволяет увеличить запас времени на принятие решения об изменении режима полета на 3-4 минуты

Основные публикации по теме диссертации

Статьи в центральных журналах:

1 Булкин В В , Костров В В , Фалин В В , Первушин Р В , Гинеотис С П Методы и устройства пассивно-активной радиолокации в структуре управления воздушным движением // Электромагнитные волны и электронные системы -2002 -№1 -С 60-69

2 Костров В В , Первушин Р В , Булкин В В Компенсатор кроссполяриза-ционныхпомех//Измерительная техника -2003 -№3 -С 33-37

Статьи в научных сборниках:

3 Фалин В В , Первушин Р В , Щукин Г Г, Гинеотис С П , Николаев В А , Канарейкин Д Б Бортовая пассивно-активная радиолокационная станция // Труды ГГО -1991 -Вып 535 - С 61-65

4 Костров В В , Первушин Р В , Гинеотис С П Пеленгация и измерение дальности методами радиотеплолокации - М 1999 - 15 с Депонировано в ВИ-НИИТИ, № 10211-555/33 а-27 от 21 июня 1999 г

5 Первушин Р В , Гинеотис С П , Долгов М Ю Критериальный анализ метеопараметров в измерительно-информационных системах метеорологического назначения // Радиотехника, телевидение и связь Межвузовский сб научн тр-в -Муром Муромский институт (филиал) ВлГУ, 1999 - С 170-172

6 Гинеотис С П , Первушин Р В Абсолютная калибровка радиометрического приемника // Научные труды Муромских ученых Материалы 34-й НТК преподавателей, сотрудников и аспирантов -Муром, 2000 —С 168-169

7 Первушин Р В , Булкин В В , Фалин В В , Киселев Н Ф Интерпретация результатов пасивно-активного зондирования облаков и осадков // Методы и устройства передачи и обработки информации Межвузовский сборник научных трудов -С-Пб Гидрометеоиздат, 2001 -С 85-89

8 Первушин Р В , Гинеотис С П , Долгов М Ю Оптимизация параметров модуляционного поляриметра // Научные труды Муромских ученых Материалы 35-й НТК преподавателей, сотрудников и аспирантов по итогам работы за 1999 год - Муром 2002 - Ч I - С 22-23

9 Первушин Р В , Гинеотис С П. Нелинейные алгоритмы обнаружения зон возможного обледенения летательных аппаратов // Радиотехника, электроника, информатика Сб науч работ - Муром Изд - полиграфический центр МИ ВлГУ -2002 -Вып 1 -С 87-89

10 Первушин Р В , Николаев В А Влияние широкополосности сигнала на диаграммы направленности пеленгаторов // Методы и устройства передачи и обработки информации Межвузовский сб научн трудов — С Пб Гидрометеоиздат -2004 - Вып 5 - С 144-148

11 Первушин Р В , Николаев В А Исследование влияния антенного обтекателя на электродинамические характеристики антенных систем самолетных радиолокаторов // Методы и устройства передачи и обработки информации Межвузовский сб научн трудов-СПб Гидрометеоиздат -2006 - Вып 7 - С 8-12

Материалы и тезисы докладов:

12 Первушин Р В , Кочунев С М Исследование схем синхронной демодуляции // Республиканская НТК Актуальные вопросы радиоэлектроники и автоматики народному хозяйству Тезисы докладов -Свердловск 1984 - С 12

13 Булкин В В , Васильцов И М , Николаев В А , Первушин Р В , Фалин В В Пассивно-активное зондирование облаков и осадков // XV Всесоюзн конф по распространению радиоволн Тезисы докладов - М Наука, 1987 - С 422

14 Гинеотис С П , Фалин В В , Костров В В , Васильцов И М , Николаев В А , Первушин Р В , Булкин В В Метеорологический пассивно-активный комплекс // Радиометеорология Труды 7-го Всесоюзного совещания -Л 1989 -С.122-124

15 Фалин В В , Булкин В В , Гинеотис С П , Николаев В А , Первушин Р В Активно-пассивная метеорологическая система с компенсационным радиометром //Материалы 25-ой научной конференции ВПИ -Владимир 1990 - С 15-16

16 Первушин Р В Модуляционный радиометр с антенной-модулятором // Методы и средства повышения надежности приборов, устройств и систем Тезисы докладов Междунар НТК -Пенза 1995 -С 190-191

17 Kostrov VV, Bulkin VV, Pervuschin RV Statistical technique for calibration ofjont radiometer and radar systems // 6th Specialist Meeting on Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Environment -Firenze, Italy 1999

18 Булкин В В , Костров В В , Первушин Р В , Курилов И А Методические и инструментальные погрешности измерения радиолокационной отражаемости метеорологических объектов и пути их устранения // 54-я Всероссийская научная сессия, посвященная дню Радио Тезисы докладов - М НТО РЭС, 1999 - С 12-14

19 Kostrov V V , Bulkin V V , Gmeotis S P , Pervuschin R V , Rakitin A V The use of jont radiometric and radar systems for the enhancement of flight safety // Proc Int Symp Advanced Surface Movement Guidance and Control System 21-24 June, 1999 -Stuttgart, Germany 1999

20 Первушин P В , Гинеотис С П , Костров В В , Булкин В В Обеспечение безопасности полетов бортовыми метеонавигационными радиосистемами // Инженерно-физические проблемы авиационной и космической техники - Чкаловские чтения Тез докл Третьей международной научно-технической конференции -Егорьевск ЕАТКГА, 1999 -С 76-77

21 Kostrov V V , Bulkin V V , Shchukin G G , Gineotis S P , Pervuschin R V The Statistical Calibration of the АТС Radars // International Symposium on Precision Approach and Automatic Landing (ISPA - 2000), 18-20 July, 2000 - Munich, Germany 2000

22 Костров В В , Первушин Р В Особенности использования модуляционного радиометра при поляризационных измерениях // Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среды Сб докл 3-ей Всероссийской научной конференции -Муром 1999 - С 162-163

23 Гинеотис С П , Первушин Р В , Долгов М Ю , Казущик В Н Калибровка радиометрического приемника измерительной системы // Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среды, Сб докл 3-ей Всероссийской научной конференции — Муром 1999 — С 184-185

24 Kostrov V V , Bulkin V V , Pervuschin R V , Decrease of Cross-Polarization Interference Level in Radiometric Polarizing Measures // German Radar Symposium (GRS'2002), 03-05 September, 2002, Bonn, Germany -P 523 - 526

25 Первушин P В , Гинеотис С П, Щукин Г Г Поляризационная радиометрическая измерительная система // Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среды Сб докл 3-ей Всероссийской научной конференции,-Муром, 1999 - С 186-187

26 Щукин Г Г, Гинеотис С П , Первушин Р В Сравнительный анализ алгоритмов для выявления зон возможного обледенения летательных аппаратов методами активно-пассивной радиолокации // Дистанционное зондирование земных покровов и атмосферы аэрокосмическими средствами Сб докл Всероссийской научной конференции -Муром ИПЦ МИ ВлГУ, 2001 - С 449452

27 Костров В В , Первушин Р В , Булкин В В Особенности пеленгации источников шумовых сигналов // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике Сб докл Перв Всерос Научн Конф Муром, 1-3 июля 2003 г - Муром Изд - полигр центр МИ ВлГУ, 2003 -С 400-404

28 Первушин Р В , Костров В В , Щукин Г Г , Булкин В В Алгоритм обработки информации при контроле параметров водности атмосферы радиометрическими средствами // Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике Сб докл Втор Всерос Научн Конф Муром, 4-7 июля 2006 г - Муром Изд - полигр центр МИ ВлГУ, 2006 - С 254-256

Изобретения:

29 А С СССР N1344074, G 01 S 13/95, G 01 R 29/08 Метеорологическая радиометрическая система / Гинеотис С П , Костров В В , Николаев В А , Первушин Р В , Соловьев Л П , Фалин В В -Опубл 08 06 1987

30 АС СССР N1351408, G 01 S 13/95, G 01 R 29/08 Радиометр/ Фалин В В, Васильцов И М , Николаев В В , Первушин Р В , Гинеотис С П -Опубл 08 07 1987

31 АС СССР N1376049, G 01 R 29/26 Модуляционный радиометр / Гинеотис С П , Фалин В В , Николаев В В , Первушин Р В , Костров В В -Опубл 23 02 1988 , Б И №7

32 АС СССР N1577529, G 01 S 7/40 Калибратор метеорадиолокатора / В В Булкин, В В Костров, Р В Первушин -Опубл 08 03 1990

33 П М РФ 17083, G 01 R 29/08 Модуляционный поляриметр / Костров В В , Первушин Р В , Булкин В В - Опубл 10 03 2001, БИПМ №7

ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ

1.1. Системы метеорологических наблюдений

1.2. Прогностические критерии системы управления

1.3. Радиотехнические методы исследования атмосферных явлений

1.3.1. Активный мониторинг метеообъектов

1.3.2. Пассивный мониторинг метеообъектов

1.4. Методы и средства пассивно-активного мониторинга метеообъектов

1.5. Оценка информации радиометеорологических ИИС

1.6. Выводы

2. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ УСТРОЙСТВ ПАССИВНО-АКТИВНОГО РАДИОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА АТМОСФЕРЫ

2.1. Структура ПАРМС

2.2. Анализ и синтез элементов ПАРМС

2.2.1. Анализ и синтез радиометрических приемников

2.2.2. Радиометр с совмещением функций модуляции и преобразования частоты в балансном смесителе

2.2.3. Калибровка радиометрических систем

2.2.4. Пассивно-активная радиометеорологическая станция

2.2.5. Оптимизация пассивного канала радиометеорологической станции

2.3. Анализ и синтез алгоритмов определения водности атмосферных образований в пассивно-активной радиометеорологии

2.4. Критериальный анализ при распознавании опасных метеоявлений

2.5. Выводы

3. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ПРИНЦИПОВ

3.1. Выбор базовой станции для ПАРМС

3.2. Разработка макета метеорологической пассивно-активной радиотехнической измерительной системы

3.3. Разработка системы калибровки активного канала

3.4. Оценка степени повышения точности и достоверности измерений

3.4.1. Информативный выигрыш активного канала.

3.4.2. Информативный выигрыш пассивного канала.

3.5. Выводы

4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ДАЛЬНЕЙШЕМУ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ РАДИОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

4.1. Автоматизация обработки данных

4.2. Пути повышения точности измерения радиометрического канала

4.3. Информационные возможности многомерных радиометрических измерений

4.3.1. Возможности применения поляризационных измерений

4.3.2. Разработка компенсатор кроссполяризационных помех

4.4. Исследование влияния искусственной среды - антенного обтекателя на радиосигнал, несущий полезную информацию

4.5. Оценка эффективности получения и обработки информации в пассивно-активных радиометеорологических системах

4.6. Выводы

Радиотехнические методы широко используются в различных областях науки и техники. Радиоаппаратура применяется не только для передачи радиосигналов, но и при проведении всевозможных измерений. Возможность проведения дистанционных измерений с передачей сигналов на большие расстояния, представление результатов измерений в удобном для потребителя виде, высокая надёжность радиоэлектронных средств - всё это и определяет тот интерес, который проявляют в различных научных направлениях к созданию новых образцов радиоизмерительной техники. Одно из направлений, в котором радиотехнические устройства нашли применение с момента изобретения радиосвязи - метеорология.

Большинство сформировавшихся к настоящему времени радиотехнических методов дистанционного исследования метеопараметров атмосферы объединяются общим названием «радиометеорология». В целом дистанционные радиометеорологические системы можно разделить на два вида: пассивные и активные. Пассивные системы осуществляют измерение собственного излучения метеообъектов и позволяют решать задачи исследования распределения жидко-капельной влаги в поле облаков и окружающем пространстве, определять уровень напряжённости электрического поля и т.п. Первым радиометеорологическим прибором фактически являлся радиоприёмник А.С. Попова, использованный в качестве грозоотметчика. Активные системы используют принципы локации с последующим анализом отражённых сигналов, и применяются для получения количественной информации о жидких и твердых осадках, исследования облаков, изучения атмосферной турбулентности, гроз, шквалов, ветра и т.п.

Всё возрастающие требования к количеству и качеству получаемой информации привели к созданию совмещённых пассивно-активных радиометеорологических систем (ПАРМС), позволяющих за счёт соответствующей обработки получаемой информации взаимно компенсировать недостатки, присущие каждой из систем в отдельности, что существенно повышает достоверность извлекаемой информации.

Теоретическая и практическая проработка основных принципов построения и применения пассивно-активных систем была осуществлена в работах Степаненко В.Д., Щукина Г.Г., Горелика А.Г., Абшаева М.Т., Фалина В.В. Бул-кина В.В. и ряда других авторов. Данное направление радиометеорологии продолжает эффективно развиваться и насущной необходимостью является продолжение исследований и решение ряда теоретических и прикладных задач по совершенствованию систем. Например, в пассивных радиометрических приемниках не решены вопросы одновременного повышения чувствительности и обеспечения стабильности коэффициента передачи; только для одного частного случая схемотехнического построения ПАРМС решены вопросы внутрисистемной электромагнитной совместимости.

Еще одна из проблем, требующая своего разрешения - повышение точности измерений, которая достаточно часто зависит от стабильности основных показателей радиотехнической системы. Решение ее возможно за счет создания надежных методов и средств калибровки радиометеорологических приемников, а также алгоритмов и устройств обработки радиометеорологической информации, в том числе - для решения прикладных задач.

Перечисленные обстоятельства позволяют сделать вывод о том, что рассматриваемая тема является актуальной.

Цель диссертационной работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании структур построения и применения пассивно-активных радиометеорологических систем и расширении их функциональных возможностей.

Исходя из цели работы, задачами исследования являются:

- анализ возможности применения принципов пассивно-активного радиометеорологического мониторинга для решения задач обеспечения метеорологической безопасности воздушного движения; разработка методик определения распределенных метеорологических параметров при использовании пассивно-активных радиотехнических дистанционных систем;

- анализ методов и разработка структурных схем совмещенного построения пассивно-активных радиометеорологических систем, обеспечивающих повышение точности контроля метеопараметров;

- экспериментальная реализация разработанных теоретических решений;

- выработка рекомендаций по дальнейшему совершенствованию пассивно-активных радиометеорологических систем мониторинга.

Научная новизна работы состоит в том, что решены вопросы совершенствования пассивно-активных радиометеорологических систем и развита методология их применения в мониторинге природной среды:

- разработана методика, позволяющая осуществить расчет распределения водности облачного образования средствами ПАРМС;

- разработаны алгоритмы обработки радиометеорологической информации, позволяющие повысить эффективность выявления средствами ПАРМС зон возможного обледенения летательных аппаратов;

- разработаны структуры пассивно-активных радиометеорологических систем, обеспечивающих решение проблем внутри- и внесистемной электромагнитной совместимости; предложена структура радиометрического модуляционного приемника, обеспечивающая повышение порога чувствительности за счет осуществления функции модуляции в балансном смесителе; разработаны методы калибровки каналов ПАРМС, повышающие точность обработки радиометеорологической информации благодаря контролю основных характеристик системы и компенсации их изменений.

На защиту выносятся результаты теоретических и экспериментальных исследований: алгоритм получения информации о распределении водности облачного образования средствами ПАРМС; совокупность технических решений, в частности структуры построения ПАРМС, радиометрических приемников и поляриметров, положенные в основу авторских свидетельств на изобретения №№ 1344074, 1351408, 1376049, 1577529 и полезной модели № 17083;

- алгоритмы обработки радиометеорологической информации, позволяющие прогнозировать возможность обледенения летательных аппаратов; результаты конструкторской проработки и полевых испытаний

ПАРМС;

- рекомендации по дальнейшему совершенствованию пассивно-активных радиометеорологических систем зондирования атмосферы.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что:

- разработана совокупность схемотехнических решений, обеспечивающая улучшение технических характеристик радиометеорологической аппаратуры, заключающееся в повышении чувствительности пассивного канала в 2 раза (3 дБ), снижении погрешности калибровки активного канала на 65% и обеспечении внутрисистемной развязки между каналами на уровне 160±7дБ;

- разработана и реализована действующая пассивно-активная радиометеорологическая система бортового базирования, обеспечивающая более ранний (на 3-4 минуты) прогноз о возможном обледенении летательного аппарата; разработаны алгоритмы обработки радиометеорологической информации, обеспечивающие повышение вероятности правильной классификации выявления зон вероятного сильного обледенения летательных аппаратов с 0,8 до 0,91; получена оценка влияния искусственной среды на проходящий через нее радиосигнал, несущий полезную информацию о метеорологических объектах, в различных условиях эксплуатации (увеличение поглощения радиосигнала до 30%).

Реализация. Исследования и практические разработки по теме диссертации были использованы при выполнении: трех хоздоговорных работ в рамках программ ГКНТ 0.74.10.01.12.Н1 и 0.74.01.05.01.08.Н2 с ГТО им. А.И. Воейкова; трех хоздоговорных работ в рамках программ ГКНТ IV.27a.04 и У.32д.09 с ЦАО;

- хоздоговорной НИР с Муромским заводом радиоизмерительных приборов; ряда госбюджетных НИР, в том числе - трех госбюджетных финансируемых НИР в рамках Научно-технической программы Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники».

В перечисленных НИР автор принимал участие как исполнитель и ответственный исполнитель

Результаты исследований и их практической отработки были внедрены в Научно-исследовательском центре дистанционного зондирования атмосферы -филиале Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова, г. С.Петербург, на Муромском заводе радиоизмерительных приборов и в учебном процессе в Муромском институте (филиале) Владимирского государственного университета, что подтверждается Актами внедрения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на более чем двух десятках конференций всесоюзного, международного и всероссийского уровней: Республиканская НТК "Актуальные вопросы радиоэлектроники и автоматики народному хозяйству" (г.Свердловск, 1984г.); VII Всесоюзном совещании по радиометеорологии г. Суздаль, 1986г.); XV Всероссийских конференциях по распространению радиоволн (г. Алма-Ата, 1987г.); II и III Всероссийской научной конференции «Применение дистанционных радиофизических методов в исследовании природной среды» (г. Муром, 1992г., 1999г.); Международная конференция "Методы и средства оценки и повышения надежности приборов, устройств и систем" (г. Пенза, 1995 г.); 54-я Всероссийская научная сессия НТО РЭС (г. Москва, 1999 г.); III Международная научно-техническая конференция ЕАТК ГА г. Егорьевск, 1999 г.); IV международной научно-технической конференции th

Радиолокация, навигация и связь» (Воронеж, 1998г.); «6 Specialist Meeting on Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Environment» (Firenze, Italy, 1999г.); Ill, IV, V и VI международных научно-технических конференциях «Перспективные технологии в средствах передачи информации» (Владимир, 1999г., 2001г., 2003г., 2005г.); International Symposium «Advanced Surface Movement Guidance and Control System» (Stuttgart, Germany, 1999r.); «International Symposium on Precision Approach and Automatic Landing» (ISPA -2000) (Bonn, Germany, 2000г.); I и II Всероссийских научных конференциях «Дистанционное зондирование земных покровов и атмосферы аэрокосмическими средствами» (Муром, 2001г., С. Петербург, 2004г.); «German Radar Symposium» (GRS'2002) (Berlin, Germany, 2002г.), I и II Всероссийской научной конференции «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике» (Муром, 2003г., 2006г.), а так же на ежегодных научных конференциях Муромского института (филиала) Владимирского государственного университета (1982-2007г.г.).

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 46 печатных работах [57, 61, 63-66, 71, 72, 76-78, 87, 8895, 98, 99, 101, 102, 104, 105, 115, 118, 120, 121, 125, 126, 133-139,142-145 и др.].

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4-х разделов, заключения, списка используемой литературы и приложения.

4.6. Выводы

1. Определены пути повышения информативности измерений, осуществляемых с помощью ПАРМС. Показано, что возможными вариантами решения этой задачи являются:

• автоматизация вычислений, необходимых при обнаружении опасных для JIA зон;

• введение поляризационных измерений;

• введение многомерных радиометрических измерений.

2. На примере ИИС, предназначенной для СУ безопасностью полётов, определен алгоритм вычисления водности переохлаждённых облаков и выявления зон возможного обледенения летательных аппаратов, разработана функциональная схема устройства.

3. Показано, что применение поляризационных измерений повышает информативность метеорологических радиолокационных измерений. Предложено устройство подавления кроссполяризационных помех в поляриметрах с поляризационным расщепителем и двухканальной обработкой информации.

4. Предложены пути повышения точности измерения радиометрического канала, снижающие влияние фоновых боковых излучений;

5. Предложено применение многомерных радиометрических измерений, которое подразумевает комплексирование различных метеорологических измерительных устройств диапазона СВЧ (ПАРМС, трассовые измерители поглощения, сеть осадкомеров).

6. Показано, что влияния антенного обтекателя на результаты измерений ПАРМС проявляются во внесении дополнительных потерь в материале обтекателя, в появлении переотражений радиоволн на границе сред и во внесении знакопеременного приращения антенных температур в пассивном канале.

7. Дана оценка повышению социальной и экономической эффективности использования разработанных методов и устройств в СУ метеорологическими и метеочувствительными процессами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. разработаны структурные схемы совмещенного построения ПАРМС, обеспечивающие возможность одновременной работы активного и пассивного каналов при высоком уровне (не менее 160 дБ) помехозащищенности; разработан принцип функционирования модуляционного радиометра (пассивный канал) в составе ПАРМС, позволяющий в два раза повысить чувствительность;

2. разработаны принципы калибровки активного и пассивного каналов, позволяющие устранить погрешности измерения, обусловленные причинами как методического, так и инструментального характера, что определило повышение точности калибровки на 65%;

3. разработана действующая ПАРМС самолетного базирования, проведены ее летные испытания;

4. разработаны алгоритмы для двух длин волн, позволяющие осуществить расчет распределения водности для участка облака, и предложены нелинейные дискриминантные функции выявления средствами ПАРМС зон возможного обледенения летательных аппаратов; на их основе разработан алгоритм обработки радиометеорологической информации и схема устройства вычисления, обеспечивающие повышение вероятность правильной классификации выявления зон вероятного сильного обледенения летательных аппаратов с 0,8 до 0,91;

5. предложены пути повышения точности обработки информации в радиометрическом канале, в частности, на основе принципа поляризационной селекции и подавления кроссполяризационных помех, разработана схема модуляционного поляриметра с компенсатором кроссполяризационных помех;

6. показано, что разработанная система улучшает точность прогноза возможного обледенения летательного аппарата и позволяет увеличить запас времени на принятие решения об изменении режима полета на 3-4 минуты.

В завершение автор выражает благодарность научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору Щукину Г.Г. и кандидату технических наук, доценту Булкину В.В. за помощь в подготовке и завершении диссертационной работы, а также доктору технических наук, профессору Кострову В.В. за практические рекомендации и советы.

Автор считает своим долгом отметить особую роль, безвременно ушедшего из жизни, доктора технических наук, профессора Фалина В.В., оказавшего решающее влияние на определение сфер научных и профессиональных интересов, на формирование основ научного мышления, задавшему общее направление диссертационной работы и поддерживавшего автора советами и практическими рекомендациями научного и организационно-методического характера.

Кроме того, автор выражает благодарность всем сотрудникам МИ(ф) ВлГУ, оказавшим помощь в подготовке материалов диссертации.

1. Federal Aviation Administration. Incident Data System Database. 1998.

2. Булкин В.В.,Костров B.B.,Фалин В.В.,Гинеотис С.П. Методы и устройства пассивно-активной радиолокации в структуре управления воздушным движением. Электромагнитные волны и электронные системы, 2002, №1. С. 60-69

3. Баранов А. М., Солонин С. В. Авиационная метеорология. Л., Гидроме-теоиздат, 1975. 391 с.

4. Мазин И. П. Физические основы обледенения самолетов. М., Гидроме-теоиздат, 1957. 120 с.

5. Bradbary N. The accretion on aircraft. Handbook of weather forecasting. Vol. 3, ch. 18. L., Meteorol. office, 1964. 29 p.

6. Наставление по метеорологическому обеспечению гражданской авиации (HMO ГА-731). JI., Гидрометеоиздат, 1973. 140 с.

7. Баранов A.M. Облака и безопасность полётов. -Л.: Гидрометеоиздат, 1983.

8. Абрамович К.Г., Васильева Г.В., Прохорова В.М. О прогнозе количественных характеристик обледенения самолетов: Труды Гидрометеоцен-тра СССР. Вып.176. -М.: Гидрометеоиздат, 1977. С.76-85.

9. Тарабукин И.А. Разработка и исследование пассивно-активного радиолокационного метода определения средней водности переохлаждённых зон облаков с целью предупреждения возможного обледенения самолётов.: Дис. канд. физ.-мат. наук. -Л.: 1986. -189с.

10. Пановскии Г. А., Браиер Г. В. Статистические методы в метеорологии. Изд. 2-е. Л., Гидрометеоиздат, 1972. 209 с.

11. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. -455с.

12. Чирков Ю.И. Агрометеорология. -Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -296с.

13. Smit К. Principles of Applied Climatology.- McGraw-Hill Book Company (UK) Limited, London, 1975.

14. Сальман E.M. Комплексный радиолокационный метод метеорологического обслуживания авиации.// Труды ГГО, вып. 128,1962. С.7-12.

15. Степаненко В.Д., Астахов В.А. Применение бортовых РЛС для обхода ливней и гроз.// Труды Всесоюзной конференции по вопросам метеорологического обеспечения сверхзвуковой авиации. -Л.: ЛГМИ, 1971.

16. Стехновский Д.И., Зубков А.Е. Навигационная метеорология. -М.: Транспорт, 1977.-264с.

17. Чирков Ю.И. Агрометеорология. -Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -296с.

18. Абшаев М.Т., Дубинин Б.Н., Шимлашвили М.Э. Об эффективности технических средств воздействия на градовые процессы.// Труды ВГИ, вып.63,1986. С.110-126.

19. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. -455с.

20. Мельничук Ю.В. Использование радиолокационных средств и методов в работах по активным воздействиям.// Радиометеорология./ Труды Y1 Всесоюзного совещания. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. С.78-80.

21. Насилов Д.Д. Радиометеорология, Наука, М.,1966, 326 с.

22. J. S. Marschall, W. Е. Gordon, Meteorol. Monogr. №3, 1957, Р.12—20

23. Н. Н. Малов, УФН 29, 1 (1946).

24. Л. Дж. Баттан, Радиолокационная метеорология, Гидрометеоиздат, 1962.

25. В. С. Нелепец, В. Д. Степаненко, Радиолокационные методы метеорологических наблюдений, Гидрометеоиздат, 1961

26. Теоретические основы радиолокации./ Под ред. В.Е. Дулевича. -М.: Сов. радио, 1978, 608 с.

27. Справочник по радиолокации: Пер с англ. / Под ред. М. Скольника -М.: Сов. радио, 1977. т.2. 407 с.

28. Степаненко В.Д. Радиолокация в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1973.-344 е.,

29. Брылев Г.Б., Гашина С.Б., Низдойминога Г.Л. Радиолокационные характеристики облаков и осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

30. Бобылев Л.П., Ильин Я.К., Михайлов Н.Ф. и др. Некоторые результаты радиотеплолокационного зондирования конвективных облаков.// Труды ГГО, вып.470,1982. С.32-39.

31. Иванов А.А., Апхаидзе А.А. Радиолокационное обнаружение зон вертикальной перегрузки (болтанки) самолетов в слоисто-дождевых облаках.// Радиометеорология./Труды Y11 Всесоюзного совещания. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. С. 112-114.

32. Берюлев Г.П., Голубев B.C., Колосков Б.П. и др. Экспериментальные радиолокационные измерения количества твердых осадков.// Труды пятого Всесоюзного совещания по радиометеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1981. С.9-13.

33. Боровиков A.M. и др. Радиолокационные измерения осадков. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. -140с.

34. Павлов Н.Ф. Аэрология, радиометеорология и техника безопасности. -Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -432с.

35. Литвинов И.В. Осадки в атмосфере и на поверхности земли. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -208с.

36. Fujiwara М., Janose Т. On raindron-size distribution in warm rain. Paper. Meteor, and Geoph., 1971, v.22, N2, p.61-68.

37. Степаненко В.Д., Щукин Г.Г., Бобылёв Л.П., Матросов С.Ю. Радиотеп-локация в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. -283с.

38. Бобылев Л.П., Щукин Г.Г. Об использовании методов оптимальных статистических решений в задаче радиолокационного определения влагосодержания облачной атмосферы.// Труды ГГО, вып.430, 1979. С. 149161.

39. Митник J1.M. Определение эффективной температуры жидкокапельных облачных образований по тепловому излучению атмосферы в СВЧ диапазоне.// Труды Гидрометцентра СССР, вып.148, 1974. С.115-125.

40. Башаринов А.Е., Гурвич А.С., Егоров С.Т. Радиоизлучение Земли как планеты. М.: Наука, 1974. -118с.

41. Щукин Г.Г., Бобылёв Л.П., Ильин Я.К. и др. Методические вопросы и некоторые результаты зондирования конвективных облаков с помощью пассивно-активной радиолокационной станции.// Труды ГТО, вып.490, 1985. С.80-85.

42. Драбкин М.О., Сергунин С.М. Оценка некоторых способов повышения информативности активно-пассивного СВЧ комплекса дистанционного зондирования.// Труды ГосНИИЦИПР, в. 18, 1984. С. 12-21.

43. Попова Н.Д. Разработка научно-методических основ определения водности облаков и интенсивности жидких осадков методами пассивно-активной радиолокации.: Дисс. канд. физ.-мат. наук. Л.: 1988. -96с.

44. Костров В.В. Оценочно-корреляционная обработка сигналов и её применение: Учебн. пособие./ Владим. гос. ун-т, 1997. -108с.

45. Руководящий документ. Руководство по производству наблюдений и применению информации с неавтоматизированных радиолокаторов МРЛ-1, МРЛ-2 и МРЛ-5 / РД 52.04.320-91. -СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.-359с.

46. Драбкин М.О. Соотношения для расчёта вероятностей радиолокационного обнаружения и распознавания природных объектов.//Труды ГосНИИЦИПР, в. 14, 1982. С.10-18.

47. Драбкин М.О. Метод оценки потенциальной информативности данных дистанционного зондирования.// Труды ГосНИИЦИПР, в.26. 1986. С.39-47.

48. Углова Л.Н., Яковлев В.В. Способ оценки информативности канала в измерительной системе.// Труды ГосНИИЦИПР, в. 14, 1984. С.22-28.

49. Фалин В.В. Радиометрические системы СВЧ.- М.: Луч, 1997. -440с.

50. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Учеб. пособие для вузов. -М.: Энергия, 1974. -320с.

51. Чёрный И.В. Радиометр скаттерометр миллиметрового диапазона для исследования морской поверхности.// Препринт ИКИ АН СССР, пр. 689, 1992. -19с.

52. Moore R.K., Classen Y.P. Scaaning spaceborue syntetic aperture radar with integrated radiometer ./IEEE Trans. Acrosp. and Elektron syst., 1981, V.17, N3, p.p.410-412.

53. Щукин Г.Г., Бобылёв Л.П., Ильин Я.К. Комплексное активно пассивное радиолокационное зондирование облачности.// Труды ГГО, вып. 411, 1978. С.3-12.

54. Горностаев Н.В., Новосёлов А.И. и др. Активно пассивная радиолокационная станция для исследования атмосферы.// Труды ГГО, 1975, вып. 328, с. 120-124.

55. Справочник по радиолокации. Т4. Под, ред. М. Сколника. Пер. с англ.-М.: Сов. 1977.-375 с.

56. Первушин Р.В., Кочунев С.М. Исследование схем синхронной демодуляции. Республиканская НТК «Актуальные вопросы радиоэлектроники и автоматики народному хозяйству». Тезисы докладов. Свердловск, 1984. С12.

57. Розанов Б.А., Розанов С.Б. Приемники миллиметровых волн. М.: Радио и связь, 1989.- 168 с.

58. Есепкина Н.А., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. М.: Наука, 1973. - 416 с.

59. Ильин Л.К., Щукин Г.Г. К точности радиотеплолокационных измерений излучения атмосферы // Труды ГГО. 1977. - вып.395. - с. 128 - 133.

60. А.с. 1376049 СССР, МКИ G01R29/26. / Модуляционный радиометр./ Фалин В.В., Николаев В.Н., Гинеотис С.П., Первушин Р.В., Костров В.В.

61. Клич С.М. Проектирование СВЧ устройств радиолокационных приемников. -М.: Сов. радио, 1973, -320 с.

62. Гинеотис С.П., Первушин Р.В. Абсолютная калибровка радиометрического приемника Научные труды Муромских ученых. Материалы 34-й НТК преподавателей, сотрудников и аспирантов. Муром, 2000. С.168

63. Гинеотис С.П., Первушин Р.В. Динамическая калибровка пассивного канала радиометрической информационной системы. Международная НТК "Методы и средства повышения надежности приборов, устройств и систем" (Сборник докладов). Пенза, 1998. С.252.

64. А.С. СССР N134407498623, G 01 S 13/95, G 01 R 29/08. Метеорологическая радиометрическая система / Гинеотис С.П., Костров В.В., Николаев В.А., Первушин Р.В., Соловьев Л.П., Фалин В.В. 08.06.1987.

65. Рего К.Г. Метрологическая обработка результатов технических измерений: Справ, пособие. К.: Техшка, 1978. -128с.

66. Абшаев М.Т. Комплексные радиолокационные исследования структуры и динамики развития градовых облаков.// Пятое Всесоюзное совещание по радиометеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1981. С.94-100.

67. Фалин В.В. Высокоинформативные СВЧ радиометрические системы: Дисс. докт. техн. наук. -М.: 1998. -460с.

68. Фалин В.В. Радиотехнический комплекс для зондирования облаков и осадков.: Дис.канд. техн. наук. -Л.: 1980. -170с.

69. Булкин В.В., Васильцов И.М., Николаев В.А., Первушин Р.В., Фалин В.В. Пассивно-активное зондирование облаков и осадков. / XV Всесо-юзн. конф. по распространению радиоволн. Алма-Ата, 1987г. // Тезисы докладов. М.: Наука, 1987. С.422.

70. Тарабукин И.А, Караваев Д.М., Попова Н.Д., Щукин Г.Г. Автоматизированное пассивно-активное радиолокационное зондирование облачной атмосферы.// Труды ГГО, в.545, 1995. С.53-60. (см 44)

71. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1986. -544с.

72. Абшаев М.Т. Радиолокационно-радиометрический метод измерения интегральной водности кучево-дождевых облаков. Труды 5-го. Всесоюзного совещания по радиометеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1981, с.187 -194.

73. Первушин Р.В., Гинеотис С.П. Нелинейные алгоритмы обнаружения зон возможного обледенения летательных аппаратов // Радиотехника, электроника, информатика: Сб. науч. работ. Вып.1, Муром: Изд.- полиграфический центр МИ ВлГУ, 2002. С. 87-89.

74. Николаев А.Г., Перцов С.В. Радиотеплолокация (пассивная радиолокация) М.: Сов. радио, 1964 - 336 с.

75. Теоретические основы радиолокации/ Под ред. Ширмана Я. Д. М.: Сов. радио, 1970 - 560 с.

76. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех М.: Радио и связь, 1981 - 416 с.

77. Фалькович С.Е., Хомяков Э.Н. Статистическая теория измерительных радиосистем М.: Радио и связь, 1981 - 288 с.

78. Пространственно-временная обработка сигналов/ И.Я. Кремер, А.И. Кремер, В.М. Петров и др.; Под ред. И.Я. Кремера М.: Радио и связь, 1984 - 224 с.

79. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Т.1 -М.: Сов. радио, 1969 752 с.

80. Шифрин Я.С. Вопросы статистической теории антенн М.: Сов. радио, 1970-384 с.

81. Сверхширокополосные сигналы в радиолокациолнных и акустических системах: конспект лекций / Науч. совет по распространению радиоволн; Муром, ин-т Влад. гос. ун-та. Муром: Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2006. - 117с., ил.

82. Костров В.В., Булкин В.В., Первушин Р.В. Особенности пеленгации при использовании широкополосных сигналов // Методы и устройства передачи и обработки информации / Межвузовский сб. научн. трудов. Вып. 3. С.Пб.: Гидрометеоиздат, 2003. - С. 181-185.

83. Костров В.В., Булкин В.В., Первушин Р.В. Особенности пеленгации источников шумовых сигналов / Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике. Тр. Всерос. научн. конф. (1-4 июля 2003, Муром). Муром: МИ ВлГУ, 2003. С. 400-404.

84. Авиационная радионавигация: Справочник./А. А. Сосновскии, И. А. Хаймович, Э. А. Лутин, И. Б. Максимов; Под ред. А. А. Сосновского.— М.: Транспорт, 1990,—264 с.

85. Давыдов П.С., Сосновский В.А., Хаймович И.А. Авиационная радиолокация: Справочник. М.: Транспорт, 1984. -223с.

86. Радиолокационные системы летательных аппаратов./ Под ред. П.С. Давыдова.- М.: Транспорт, 1977. -352с.

87. Шевела Г.Ф., Ваксенбург С.И., Васильев Г.В. Особенности построения метеорологического радиолокатора МРЛ-5.// Труды 4-го Всесоюзного совещания по радиометеорологии. М.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 175177.

88. Булкин В.В. Пассивно-активные радиотехнические средства контроля метеорологических параметров природной среды: Дисс. докт. техн. наук.-Н.Н.: 2006.-275с.

89. Фалин В.В., Костров В.В., Булкин В.В., Первушин Р.В. и др. Метеорологический пассивно-активный комплекс.// Радиометеорология. /Труды YII Всесоюзного совещания. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. С. 122-124.

90. Потёмкин И.Г. О метрологическом обеспечении измерений радиолокационной отражаемости.// Труды пятого Всесоюзного совещания по радиометеорологии М.: Гидрометеоиздат, 1981. С.151-155.

91. Смышляев П.В., Колесник В.А., Ягджан С.А. Аппаратура контроля энергетического потенциала метеорадиолокаторов МРЛ-4, МРЛ-5 и МРЛ-6.// Труды 4-го Всесоюзного совещания по радиометеорологии. -М.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 184-185.

92. Гинеотис С.П., Фалин В.В., Костров В.В., Васильцов И.М., Николаев В.А., Первушин Р.В., Булкин В.В. Метеорологический пассивно-активный комплекс Радиометеорология. Труды 7-го Всесоюзного совещания. Ленинград, 1989. С. 122.

93. Фалин В.В., Первушин Р.В., Щукин Г.Г., Гинеотис С.П., Николаев В.А., Канарейкин Д.Б. Бортовая пассивно активная радиолокационная станция. Труды ГГО, 1991, Вып. 535,. С.61-65.

94. Булкин В.В., Костров В.В., Фалин В.В., Первушин Р.В., Гинеотис С.П. Методы и устройства пассивно-активной радиолокации в структуре управления воздушным движением. Электронные волны и электронные системы, 2002, №1. Стр. 60-69.

95. Берюлев Г.П. Ермаков В.В. Костарев В.В. и др. Калибровка метеорологических радиолокаторов.// Тр. ЦАО, в. 110, 1973, С.91-97.

96. Голев К.В. Расчет дальности действия радиолокационных станций. -М.: Сов.радио, 1962. -204с.

97. Каплун В.А. Обтекатели антенн СВЧ. М.: Сов. Радио, 1974.

98. Фалин В.В., Гинеотис С.П., Николаев В.А. и др. Влияние смачивания антенны на измерения радиотеплового излучения // В сборнике Методы активной и пассивной радиолокации в метеорологии. Труды ГГО, 1985. -вып.490. с. 100 - 102.

99. Замятин В.И., Ключников А.С., Швец В.И. Антенные обтекатели. М.: Изд-во БГУ, 1980. - 192с.

100. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991. -304с.

101. Булкин В.В. Потенциальные возможности приращения количества информации у модуляционных радиометров повышенной чувствительности. /Перспективные технологии в средствах передачи информации.

102. Материалы V Международной НТК. Владимир, 1-7 июля, 2003, С.246-247

103. Фалин В.В., Федосеева Е.В., Соловьев Л.П. Математическая модель расчета ДН зеркальной антенны. : Труды Всероссийской НТК с международным участием "Разработка и применение САПР ВЧ и СВЧ электронной аппаратуры". Владимир, 1994. - с. 94 - 97.

104. Патент Швейцарии 634691 от 15.02.83. H01Q15/00, H01Q 17/00.

105. А.с. 1376049 СССР, МКИ G01R29/26. Модуляционный радиометр/Фалин

106. B.В., Николаев В.В., Гинеотис С.П., Первушин Р.В., Костров

107. Дубинский Б.А., Слыш В.И. Радиоастрономия.- М.: Сов. Радио,1973.-141 с.

108. Первушин Р.В., Модуляционный радиометр с антенной-модулятором. Международная НТК "Методы и средства повышения надежности приборов, устройств и систем". (Тезисы докладов). Пенза, 1995

109. Первушин Р.В., Модуляционный радиометр Материалы XXX НТК МФ ВлГТУ, Владимир, 1996. С.56.

110. Арабаджи В.В. Неотражающая коммутационная микроструктура // Препринт №596. Институт прикладной физики РАН. Н.Новгород, 2002г.1. C.44.

111. Богородский В.В., Канарейкин Д.Б., Козлов А.И., Поляризация рассеянного и собственного радиоизлучения земных покровов. -Л.: Гидроме-теоиздат, 1981. -279с.

112. Козлов Н.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника, 2005.-704 е.: ил.

113. Канарейкин Д.Б., Потехин В.А., Шишкин Н.Ф. Морская поляриметрия. -Л.: Судостроение, 1968. -420с.

114. Корнблит С. СВЧ оптика. Оптические принципы в приложении к конструированию СВЧ антенн: Пер. с англ./Под ред. О.П. Фролова.-М.: Связь, 1980.-360 с.

115. Прозоровский А.Ю., Яковлев В.П. Об источниках ошибок радиометрических измерений. Труды ГосНИЦИПР, вып 26, с.5-10

116. Цейтлин Н.М. Антенная техника в радиоастрономии. М.: Сов. радио, 1976.

117. Справочник по радиолокации: Пер с англ. / Под ред. М. Скольника -М.: Сов. радио, 1976. т.1. 407 с.

118. V.V. Kostrov, V.V. Bulkin, R.V. Pervuschin. Decrease of Cross-Polarization Interference Level in Radiometric Polarizing Measures. German Radar Symposium (GRS'2002)/ 03-05 September, 2002, Bonn, Germany (p.523 526).

119. Костров B.B., Булкин B.B., Первушин Р.В. Компенсатор кроссполяризационных помех. Измерительная техника, 2003, №3. Стр.33-37.

120. Полезная модель РФ 17083, G 01 R 29/08. Модуляционный поляриметр / Костров В.В., Первушин Р.В., Булкин В.В. Опубл. 10.03.2001, БИПМ №7

121. Костров В.В., Первушин Р.В., Гинеотис С.П. Пеленгация и измерение дальности методами радиотеплолокации Депонировано в ВИНИИТИ, № 10211-555/33 а-27, от 21 июня 1999г.

122. Костров В.В., Булкин В.В., Первушин Р.В. Особенности пеленгации при использовании широкополосных сигналов // Методы и устройства передачи и обработки информации / Межвузовский сб. научн. трудов. Вып. 3. С.Пб.: Гидрометеоиздат, 2003. - С. 181 -185.

123. Костров В.В., Булкин В.В., Первушин Р.В. Особенности пеленгации источников шумовых сигналов / Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связи и акустике. Тр. Всерос. научн. конф. (1-4 июля 2003, Муром). Муром: МИ ВлГУ, 2003. С. 400-404.

124. Первушин Р.В., Николаев В.А. Влияние широкополосности сигнала на диаграммы направленности пеленгаторов/ Методы и устройства передачи и обработки информации / Межвузовский сб. научн. трудов. Вып. 5. -С.Пб.: Гидрометеоиздат, 2004. С. 144-148.

125. Айзенберг Г.З. и др. Антенны УКВ. Под ред. Г.З. Айзенберга В 3 ч. М: Связь, 1977.-4.1, 487с.

126. Антенны и устройства СВЧ. Проектирование фазированных антенных решеток. Под. ред. Д.И. Воскресенского 2-е изд., доп. И перераб. - М: Радио и связь, 1994, 592с

127. Абшаев М.Т., Кармов Х.Н. Обнаружение градовых очагов радиолокаци-онно -радиометрическим методом. Труды 4 -го Всесоюзного совещания по радиометеорологии. - Гидрометеоиздат, 1978, с.81 - 87.

128. Горелик А.Г., Пинязь Л.А., Сергунин С.М. Совместные СВЧ -радиометрические и радиолокационные измерения. В кн.: Радиофизические исследования атмосферы. Гидрометеоиздат, 1977, с. 187 -190.

129. Кармов Х.Н. О возможности совместного использования радиолокационных и радиометрических измерений для обнаружения градовых очагов в облаках. Изв. АН СССР, Физика атмосферы и океана, 1978, т. 14, № 10, с.1106 -1110.

130. Русин Н.П. Подсистемы наземных метеорологических (геофизических) наблюдений. // В сборнике Методы активной и пассивной радиолокации в метеорологии. Труды ГГО, 1982. вып.463. - с.З - 11.

131. Moore R.K., Classen Y.P. Scaaning spaceborue syntetic aperture radar with integrated radiometer./IEEE Trans. Acrosp. and Elektron syst., 1981, V.17, N3, p.p.410-412.

132. Begeman R.H.,et.aI. Integral radar test system. US Patent N3449746.

133. Sanders J.M. Cross-polarization at 18 and 30 GHz due to rain.- IEEE Trans. An Antennes and Propag.-1971.- vol. AP-19.- № 2.- P. 273-277.

134. Принципы построения автоматизированных систем метеорологического обеспечения авиации: Монография. / Под ред. Г.Г.Щукина. JL: Гидрометеоиздат, 1991.- 373с.

135. Брылев Г. Б., Степаненко В. Д., Щукин Г. Г. Подсистема метеорологических радиолокационных наблюдений. / В сборнике Методы активной и пассивной радиолокации в метеорологии. Труды ГГО, 1982. вып.463. -с.129-141.

136. Kostrov V.V., Bulkin V.V., Pervuschin R.V. Statistical technique for calibration of jont radiometer and radar systems // 6th Specialist Meeting on Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Environment. -Firenze, Italy, 1999

137. Голев K.B. Расчет дальности действия радиолокационных станций. -М.: Сов.радио, 1962. -204с.