автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Расширение диапазона применения радиолокационных станций обзора летного поля с учетом метеоусловий

УДК 656.71

На правах рукописи

ЯМАНОВ АНТОН ДМИТРИЕВИЧ

РАСШИРЕНИЕ ДИАПАЗОНА ПРИМЕНЕНИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ ОБЗОРА ЛЕТНОГО ПОЛЯ С УЧЕТОМ МЕТЕОУСЛОВИЙ

05.22.14 - Эксплуатация воздушного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2010 г.

004600545

Работа выполнена на кафедре «Технической эксплуатации радиоэлектронных систем воздушного транспорта» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московского государственного технического университета гражданской авиации.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор, доктор физико-математических наук

Козлов А .И.

профессор, доктор технических наук Маслов В.Ю. доцент, кандидат технических наук

Копцев A.A.

ГосНИИ ГА

Защита диссертации состоится « » т/шл 2010г. на заседании диссертационного совета Д 223.011.01 при Московском государственном техническом университете гражданской авиации (МГТУ ГА) по адресу: ГСП-3, Москва, 125993, А-493, Кронштадтский бульвар, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ ГА Автореферат разослан «

/б » МРИМ 2010г.

Учёный секретарь диссертационного совета Д 223.0! 1.01:

профессор, доктор технических наук ,—Кузнецов C.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Уровень технического совершенства радиотехнических систем (РТС) управления воздушным движением (УВД) и управления наземным движением (УНД), их эффективность, а значит и высокая результативность использования воздушного транспорта во многом определяется возможностями и эксплуатационными характеристиками РТС, использующихся для информационного обеспечения систем управления наземным и воздушным движением.

В настоящее время в радиотехнической системе УНД основным средством обеспечения безопасности движения наземных транспортных средств в зоне аэродрома является радиолокатор обзора летного поля (РЛС ОЛП). В условиях плохой видимости, вызванной наличием метеообразований в виде тумана, дождя, снега, эффективность работы РЛС заметно падает, уменьшается дальность действия, на экране появляется большое количество посторонних засветок от метеообразований. Это происходит вследствие рассеяния на капельках жидкости, кусочках льда, снежинках и поглощения энергии гидрометеорными частицами.

Наличие переотражений от подстилающей поверхности и метеообразований накладывают ограничения на интенсивность движения транспортных средств в районе аэродрома, а, следовательно, и на интенсивность полетов воздушных судов.

В этой связи представляет интерес поиск новых методов повышения различимости полезного сигнала на фоне мешающих отражений в сложных метеоусловиях для расширение диапазона применения РЛС ОЛП. Достаточно перспективными в этом направлении являются методы радиополяриметрии.

Эффективность применения этих методов для селекции наземных целей определяется в основном различиями в поляризационных характеристиках (ПХ) целей, местных предметов (МП), подстилающей поверхности (1111) и метеообразований. Однако потенциальные возможности поляризационных эффектов для улучшения обнаружения и различения радиолокационных целей не используются в РЛС ОЛП в полной мере.

Одной из основных причин этого является отсутствие достаточно достоверных априорных знаний о статистических характеристиках как объектов наблюдения, так и подстилающих покровов и метеообразований.

Обеспечение работоспособности в неблагоприятных погодных условиях, равно как и отображение устойчивой достоверной обстановки в зоне аэропорта на экране РЛС ОЛП, является одной из важнейших задач, стоящих перед разработчиком и эксплуатирующими подразделениями ГА. На оснащение предприятий гражданской авиации поступают РЛС ОЛП, являющиеся источниками информации для автоматизированных систем управления воздушным движением (АС УВД), которые работают в диапазоне 0,8... 1,5 см (ФАП-2000), где влияние подстилающей поверхности и гидрометеорных образований играет существенную роль. Именно поэтому,

диссертационная работа, посвященная расширению диапазона применения РЛС ОЛП - улучшению обнаружения объектов наблюдения на фоне естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, в сложных метеоусловиях - представляют собой актуальную задачу.

Целью работы является расширение диапазона применения РЛС ОЛП при селекции малоподвижных и неподвижных наземных объектов на фоне естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также в условиях сложной метеообстановки.

Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

1. Анализ влияния мешающих отражений и метеообразований на эксплуатационные возможности РЛС ОЛП.

2. Анализ отражательных характеристик естественных и искусственных покровов на территории аэропортов и объектов наблюдения РЛС ОЛП и выявление различий в поляризационной структуре отраженных от подстилающих покровов и объектов наблюдения сигналов.

3. Анализ отражательных характеристик метеообразований, влияющих на функционирование РЛС ОЛП, и сигналов, отраженных от объектов наблюдения РЛС ОЛП в сложной метеообстановке.

4. Разработка рекомендаций по расширению диапазона применения РЛС ОЛП путем использования методов радиополяриметрии.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней:

1. Определены статистические характеристики элементов матрицы рассеяния естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также объектов наблюдения в миллиметровом диапазоне волн, подтвержденные экспериментальными данными.

2. Определены статистические характеристики элементов матрицы рассеяния метеообразований, а также объектов наблюдения в сложных метеоусловиях в миллиметровом диапазоне волн, подтвержденные экспериментальными данными.

3. На основе экспериментальных данных определено влияние вида поляризации на дальность действия РЛС ОЛП при их эксплуатации в сложных метеоусловиях.

4. Разработаны рекомендации по расширению диапазона применения РЛС ОЛП методами радиополяриметрии.

Практическая значимость работы состоит в том, что ее результаты позволяют:

1. Повысить вероятность правильного обнаружения малоподвижных и неподвижных наземных объектов при наличии мешающих отражений от подстилающей поверхности и метеообразований.

2. Повысить контраст наблюдаемых малоподвижных и неподвижных объектов в зоне аэропорта на индикаторе РЛС ОЛП, и тем самым обеспечить работоспособность РЛС ОЛП в неблагоприятных погодных условиях.

3. Повысить уровень безопасности полетов (взлет, посадка) и предупреждения столкновения на земле.

4. Повысить интенсивность движения транспортных средств в районе аэродрома, а, следовательно, и интенсивность полетов воздушных судов.

На защиту выносится обоснование расширения диапазона применения радиолокационных станций обзора летного поля с учетом метеоусловий методами радиополяриметрии.

Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в МКБ «Компас», а также в учебный процесс Московского государственного технического университета гражданской авиации, что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных НТК "Гражданская авиация на современном этапе науки, техники и общества", (Москва, 2007г., 2009г.), на международных НТК «Авиация и космонавтика» (Москва, 2007-2009 гг.) в Московском авиационном институте, на международных НТК «Гагаринские чтения» (Москва, 2008-2009 гг.) в Московском авиационном технологическом институте, на НТК "Радиолокация, навигация, связь" (RLNC*2009) (Воронеж, 2009 г.) в Воронежском государственном университете, на международной НТК «Signal Processing Symposium SPS-2009» (Варшава, 2009 г.), на межкафедральных семинарах (2007-2010 гг.) в Московском государственном техническом университете гражданской авиации и т.д.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ (все в изданиях, определенных ВАК РФ для публикации материалов диссертаций). По тематике диссертации в рамках договора по фанту выполнена НИР.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка используемой литературы. Общий объем диссертации составляет 220 страниц, включает 106 рисунков, 27 таблиц, список используемой литературы содержит 162 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первый раздел диссертации посвящен анализу влияния мешающих отражений и метеообразований на эксплуатационные возможности радиолокационных станций обзора летного поля (РЛС ОЛП).

Радиолокационная станция характеризуется разнообразными техническими и эксплуатационными параметрами, определяющими ее свойства и возможности. К основным характеристикам РЛС относятся: зона обзора, дальность и азимут, точность и разрешающая способность, помехозащищенность, скорость получения информации и эксплуатационные показатели.

Особенность РЛС ОЛП состоит в том, что в них обеспечивается высокая разрешающая способность, позволяющая повысить точность определения местоположения целей для более детализированного воспроизведения зоны аэродрома. Это необходимо для того, чтобы получаемая информация дополняла, а в условиях плохой видимости и заменяла визуальное наблюдение с диспетчерского пункта, позволяя эффективно управлять движением самолетов и транспортных средств (при условии их оборудования средствами связи). Причем, чем больше частота зондирующего сигнала радиолокационной станции, тем выше разрешающая способность РЛС. Однако переход к более высоким частотам приводит к возникновению дополнительных помех при приеме слабых радиолокационных сигналов, возникающих при рассеянии радиоволн естественными и искусственными покровами и метеообразованиями.

На современном этапе развития РЛС ОЛП основной задачей является повышение качества радиолокационной информации. Наличие мешающих отражений от земной поверхности, местных предметов и метеообразований, которые могут иметь большую эффективную поверхность рассеяния (ЭПР), приводит к уменьшению различимости отметок воздушных судов. Засветы экранов, вызываемые отражениями от подстилающих покровов и, что особенно актуально в миллиметровом диапазоне, от гидрометеоров, приводят в некоторых случаях к полной потере координатной отметки (или перепутыванию ее с отдельными остатками метеообразований, тепловых выбросов промышленных предприятий или местных предметов, имеющими размеры аналогичные размерам координатной отметки).

Для улучшения различимости (или контрастности) отметок на фоне отражений в настоящее время находят применение такие устройства как: селекторы сигналов по длительности, блоки временной регулировки усиления, системы индикации воздушных целей (ИВЦ) и селекции движущихся целей (СДЦ), устройства управляемой поляризации и др.

В последние годы все большее внимание уделяется разработчиками радиолокационной техники устройствам управляемой поляризации, обладающим дополнительными возможностями для уменьшения вредного влияния метеообразований и подстилающих покровов на работу РЛС ОЛП. В РЛС ОЛП «Алмаз», «Оредеж», АБЭЕ-З, АБТЯЕ-гООО, ТЕ1ША, «Атлантика»

применяются устройства, создающие наиболее распространенные виды поляризации -круг" (в РЛС «Аксай» - "линия").

Опытная эксплуатация РЛС ОЛП миллиметрового диапазона «Обзор-2» доказала, что при дожде с ветром, сильном дожде, обильном снегопаде эффективность _ аботы при круговой поляризации уменьшается, на индикаторе остается большое оличество засветок. Например, для обеспечения вероятности правильного бнаружения р = о, 9, по сравнению со случаем ясного дня, ЭПР цели должна быть в

2 раза больше. В случае наблюдения цели сквозь листву деревьев протяженностью 5 м,

сигнал от цели с учетом затухания в листве должен быть не менее, чем в 10... 16 раз

Сольше сигнала, отраженного от листвы, для достижения вероятности правильного

гбнаружения, по крайней мере, уровня 0,9. При работе на линейной поляризации, по

мере увеличения водности при одном и том же соотношении сигнал/фон вероятность

| травильного обнаружения также заметно падает. Названное отношение должно быть

увеличено, по крайней мере в 3...4 раза в условиях сильного дождя, чтобы обеспечить

достаточное значение р 'по

Применяемые устройства управляемой поляризации также ослабляют | стражения от земных покровов, но из-за шероховатости поверхности и несовершенства РЛС эффективность подавления снижается. Так, на рис. 1 числами показаны отметки [ на индикаторе РЛС ОЛП, соответствующие объектам радиолокационного наблюдения в окружении засветок, вызванных отражениями от подстилающей поверхности и

Рис. 1. Радиолокационные изображения зоны аэродрома на экранах РЛС ОЛП «Атлантика» (а) и ASTRE (б)

Для более полного применения возможностей поляризационных эффектов, которые могли бы использоваться при эксплуатации РЛС ОЛП, необходимо провести анализ поляризационных свойств окружающих РЛС естественных и искусственных покровов зоны аэропорта, метеообразований. Эта информация даст возможность усовершенствовать (или создать новую) аппаратуру, использующую поляризационные эффекты, которая обеспечит более высокие коэффициенты подавления мешающих отражений и расширит диапазон применения перспективных РЛС.

Многочисленные экспериментальные исследования подтверждают эффективность применения радиополяриметрии для решения задач обнаружения, селекции и распознавания объектов радиолокационного наблюдения и демонстрируют возможность реализации методов радиополяриметрии в существующих и перспективных радиолокационных комплексах. Так, на рис. 2 приведен фрагмент радиолокационного изображения местности вблизи аэропорта, совмещенный с картой. На рис. 3 представлен фрагмент того же радиолокационного изображения местности, полученного на оптимальной по критерию максимизации контраста поляризации (путем управления поляризацией РЛС на индикаторе стали видны многие объекты, которые не отображались на рис. 2). Вероятность правильного распознавания идентифицированных объектов на фоне местных предметов и подстилающей поверхности по поляризационным признакам находилась в пределах 0,93...0,97, вероятность пропуска малоразмерных объектов не превышала значения 0,02.

Рис. 2. Фрагмент радиолокационного Рис. 3. Результат распознавания металлических изображения местности вблизи вертикально-ориентированных объектов на аэропорта, совмещенный с картой оптимальной по критерию максимизации местности контраста поляризации

Во втором разделе диссертации проведен анализ отражательных характеристик естественных и искусственных покровов и объектов наблюдения РЛС ОЛП, рассмотрены особенности рассеяния электромагнитных волн (ЭМВ) естественными и искусственными покровами, а также статистические характеристики поляризационных параметров естественных и искусственных покровов и объектов наблюдения РЛС ОЛП в миллиметровом диапазоне волн.

Многообразие подстилающих покровов и значительный разброс характеристик отражения от них и от местных предметов приводит к необходимости создания для этих объектов некоторого математического аппарата, дающего возможность описать это многообразие на одном языке и обеспечивающего глубину и гибкость соответствующих вычислений. Наиболее подходящим аппаратом для этой цели является аппарат, использующий в качестве основы матрицу рассеяния (МР) отдельного элемента отражения. Матрица рассеяния может быть представлена в виде

где ,512 =521 и $22 - модули, а Ц/п ,У|/,2 = 1|/21 и у22 - аргументы элементов матрицы рассеяния.

Поскольку все элементы этой матрицы рассеяния являются функциями времени и координат, наиболее полной характеристикой в этом случае является шестимерный закон распределения элементов МР.

Теория поляризации и поляризационный анализ дают возможность вводить

некоторые другие характеристики: СТ - эффективную поверхность рассеяния, ([ -степень поляризационной анизотропии, 2у,2ф - координаты так называемого собственного поляризационного базиса, которые определяются уже четырехмерным законом распределения этих величин.

Проведенный анализ поляризационных характеристик естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта и близлежащей местности (гладких поверхностей, снега, льда, лесных массивов, а также травяных покровов и посевов сельскохозяйственных культур) в миллиметровом диапазоне волн подтвердил

зависимость эффективной площади рассеяния 0"тп от угла наблюдения Э, времени

наблюдения, типа подстилающего покрова, частоты сигнала и типа поляризации, и позволил сделать следующие выводы:

1. ЭПР на всех типах поляризации уменьшается с увеличением угла 9 (рис. 4)

Рис. 4. Зависимости ЭПР от угла наблюдения, полученные наВВ, ГГ и ВГ(ГВ) поляризациях при зондировании бетонной поверхности (а), асфальта (б) и песка (в) для частот 136 ГГц и 34 ГГц

(Я. = 2,2 мм и >. = 8,6 мм)

2. Изменения СТ с течением времени сугубо индивидуальны для каждого типа подстилающей поверхности и определяются либо изменением температуры и уровня содержания жидкой фазы вследствие смены времени суток и года (для снега и льда, рис. 5), либо сезонными изменениями уровня лиственного покрова (для растительных покровов, рис. 6, 7). Для гладких поверхностей изменение величины ЭПР с течением времени не характерно.

3. При зондировании подстилающих поверхностей в миллиметровом диапазоне волн значения ЭПР на вертикальной о~вд и горизонтальной &п поляризациях практически равны и заметно больше значений ЭПР для кроссовой составляющей.

' Эти и последующие зависимости построены на основании литературных источников и работ автора

Рис. 5. Зависимости ЭПР от времени наблюдения (часы), полученные на ВВ, ГГ и ГВ поляризациях при зондировании снежного покрова на частоте 140 ГГц (а) и 35 ГГц (б) под

углом в = 40°

Рис. 6. Зависимости ЭПР от угла Рис. 7. Зависимости ЭПР от времени наблюдения, полученные на ВВ, ГГ и ГВ наблюдения (дни), полученные на ВВ, ГГ и поляризациях при зондировании лесного ГВ поляризациях при зондировании лесного массива на частоте 140 ГГц массива на частоте 35 ГГц, 6 = 70°

4. При увеличении частоты зондирующего сигнала характерно уменьшение степени поляризации (разности ГГ(ВВ) и ГВ компонент) и увеличение уровня отраженного от подстилающей поверхности сигнала.

5. Независимо от величин ЭПР подстилающих поверхностей в миллиметровом диапазоне волн, вследствие практически идентичного уровня значений а на горизонтальной и вертикальной поляризациях, для координат собственного поляризационного базиса 2у,2ф рассмотренных покровов характерна, во-первых, высокая устойчивость, а, во-вторых, низкое среднеквадратическое отклонение (СКО). Значения углов 2у и 2ф будут стабильны практически при любых углах обзора.

6. Подстилающие поверхности при зондировании в миллиметровом диапазоне волн являются в общем случае поляризационно изотропной средой.

Как показывает анализ экспериментальных исследований фазовых характеристик сигналов отраженных от подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн, распределение разности фаз ортогональных компонент отраженного сигнала Д<р„н(,и для подстилающей поверхности является Гауссовским с нулевым средним значением (рис. 8). С другой стороны, разность фаз линейной и кроссовой компоненты Л(рпт. сигнала, отраженного от неровной поляризационно-изотропной

подстилающей поверхности, имеет равномерное распределение на интервале ±180°, и не зависит от характеристик поверхности и условий измерения.

0.01:

о юо :оо -:оо -юо о

йЧ>юггу Л<Ря»гр

а б

Рис. 8. Плотности распределения вероятности для гладких (а) и шероховатых

поверхностей (б) при угле обзора 40" Увеличение радиолокационного контраста у = ац/оф, где <тц - ЭПР

цели, а сгф = сг0 • 5 - ЭПР разрешаемой площади участка земной поверхности с целью (которая зависит от удельной ЭПР помеховых отражений <т, и величины площадки 5), определяется тем, что цель включает в свой состав совокупность граней, уголков, обладающих ярко выраженными деполяризующими свойствами, а для подстилающей поверхности эти отражения отсутствуют.

Таким образом, цель более «чувствительна» к поляризации падающего электромагнитного поля и ведет себя как преобразователь поляризации, а земная поверхность практически не изменяет поляризационную структуру поля вследствие поляризационно-изотропного характера отражения от земной поверхности.

При изменении местоположения излучателя относительно объекта наблюдения происходит изменение уровня отраженного радиолокационной цели сигнала вследствие изменения количества и вида деполяризующих отражателей, в то время как изменение поляризации на излучение приводит только к изменению интенсивности локальных отражателей в контуре цели (на участке подстилающей поверхности). На рис. 9 представлена зависимость параметра ^ = от ракурса объекта наблюдения, где Упах -

максимальная интенсивность отраженного сигнала, Упа - интенсивность отраженного сигнала при вертикальной поляризации на излучение и прием. Из рисунка видно, что для 73% ракурсов за счет изменения поляризационных характеристик приемно-передающего тракта можно добиться повышения интенсивности сигнала в точке приема.

Цели обладают ярко выраженной асимметрией, и уровень отраженных от них сигналов существенно зависит как от ракурса, так и от поляризации облучающей волны. Для подстилающей поверхности эти закономерности менее ярко выражены, что экспериментально подтверждает возможность селекции целей на фоне подстилающей поверхности по поляризационным признакам.

к„лБ

Рис. 9. Зависимость параметра к| от ракурса объекта

Для радиолокационных целей средние значения разности фаз ортогонально поляризованных компонент рассеянного сигнала Дср,///>г далеки от нулевых, а значения разности фаз Лф(ТНР не распределены равномерно, а имеют некоторое ненулевое среднее значение при небольшом среднеквадратическом отклонении (10...20°). Отличия параметров Лф////№ и Дф 1гну для подстилающей поверхности и радиолокационных целей позволяет производить идентификацию целей на фоне подстилающих покровов по данным признакам.

Экспериментальные исследования позволили установить, что сигнал, отраженный от участков суши, покрытых растительностью, в значительной степени деполяризован, и отраженные сигналы ортогональных поляризаций слабо коррелированны. Поэтому значение взаимно корреляционной функции принятых на ортогональных поляризациях сигналов невелико. Максимальные значения коэффициентов взаимной корреляции не превышают 0,2.

При наличии движущийся цели в пространственном элементе разрешения принятые сигналы ортогональной и согласованной поляризаций формируются отражениями как от местности, так и от движущийся цели. Цель также в значительной степени деполяризует излучаемый сигнал, поэтому интенсивности рассеянных сигналов на ортогональной и согласованной поляризациях соизмеримы. Однако, как показали экспериментальные исследования, в отличие от отражений от местности, амплитуды и фазы отраженных от целей на ортогональных поляризациях сигналов сильно коррелированны, что может использоваться при построении систем селекции объектов на фоне местности.

В табл. 1 приведены поляризационные характеристики, которые можно эффективно использовать для уменьшения влияния мешающих отражений от естественных и искусственных покровов в зоне аэродрома, а также для улучшения обнаружения объектов наблюдения РЛС ОЛП.

Табл. 1. Влияние использования поляризационных характеристик на изменение радиолокационного контраста_______________

Поляризационные характеристики Проявление влияния на радиолокационный контраст малоразмерных объектов на фоне подстилающей поверхности

Координаты собственного поляризационного базиса подстилающих покровов 2у и 2ф. Подавление мешающих отражений.

Разность фаз ортогональных компонент отраженного сигнала Лфдал,,,. Уменьшение влияния мешающих отражений от естественных и искусственных покровов в зоне аэродрома.

Разность фаз линейной и кроссовой компоненты отраженного сигнала 1Щп„у.

Степень поляризационной анизотропии д.

Комплексные поляризационные признаки селекции объектов наблюдения (20,Я). Повышение контраста малоразмерных объектов на фоне подстилающей поверхности.

Взаимно корреляционная функция ортогонально поляризованных компонент сигналов. Повышение контраста наблюдения малоразмерных объектов на фоне отражений от местности, покрытой растительностью на 4-10 дБ.

В третьем разделе диссертации рассмотрены особенности рассеяния ЭМВ метеообразованиями, а также поляризационные характеристики метеообразований. Приводится анализ данных, полученных в результате эксперимента по снятию в условиях эксплуатации статистических характеристик отраженных сигналов от радиолокационной цели и метеообразований в различные времена года, при различной погоде, на различных поляризациях. Экспериментально получены зависимости дальности действия РЛС ОЛП от метеоусловий при работе на различных видах поляризации в миллиметровом диапазоне волн

Физически ослабление электромагнитных волн миллиметрового диапазона связано с двумя причинами - с поглощением энергии и с ее рассеянием. Величина ослабления значительно колеблется в зависимости от размеров гидрометеоров, их формы, которые, в свою очередь, зависят от многих факторов - интенсивности дождя или снега, силы ветра, местных орографических и метеорологических условий.

Рассеяние и ослабление при затухании радиоволн на гидрометеорах при теоретическом описании характеризуются поперечным сечением рассеяния и коэффициентом поглощения. Подобные упрощения приводят к неточности оценки интенсивности дождей; приближенные допущения о сферичности не позволяют достаточно эффективно решить задачу устранения мешающего воздействия дождя на работу РЛС ОЛП. Еще большие трудности возникают при расчете ослабления при снегопаде, поскольку форма снежинок и снежных хлопьев отличается от сферической и может сильно изменяться даже в одном и том же снегопаде.

Представляется проблематичной возможность получения численного значения параметров различных моделей метеообразований в миллиметровом диапазоне только на основании чисто теоретических рассуждений о взаимодействии ЭМВ с ними и без использования натурных измерений реальных метеообразований. Напротив, более целесообразно выбирать ту или иную модель на основании измерений, проведенных в реальных условиях эксплуатации РЛС. Только на основании значения реальных статистических характеристик дождя, тумана, снега можно провести достаточно достоверную оценку возможных выигрышей.

Экспериментальные данные дают следующие значения для затухания радиоволн миллиметрового диапазона: в тумане не более 0,9 дБ/км, при слабом дожде порядка 2,8...3,0 дБ/км, в сильном дожде до 10 дБ/км, при снегопаде - 2.. .4 дБ/км.

При наблюдении цели в сложных метеоусловиях отраженный сигнал уменьшается в тумане на 15...20%, в слабом дожде на 30...38%, в сильном дожде - 35...42%, в снегопаде - до 50%.

Экспериментально полученные статистические характеристики отраженных сигналов при отсутствии и наличии целей, наблюдаемых в сложных метеоусловиях, выявляют два класса задач обнаружения целей. Первый из них относится к ситуации, когда сигнал, отраженный от метеообразований, мал, а их влияние сводится к уменьшению дальности обнаружения целей вследствие возрастания затухания сигнала. Это типично для несильных туманов и слабого снегопада. В этих случаях речь идет по существу об обнаружении цели с уменьшившейся ЭПР на фоне собственных шумов приемника. Второй класс задач возникает тогда, когда сигнал, отраженные от метеообразований, велик и существенно превышает уровень собственных шумов приемника, что типично для дождливой погоды, сильного снегопада и т.п. С позиции диспетчера, перед которым имеется экран с мощными засветками, требуется узнать факт наличия или отсутствия отметок цели.

Круговая поляризация оказывается эффективным средством для подавления мешающих отражений от гидрометеоров только в условиях тумана и слабого дождя (не более 8... 10 мм/час). Кривые на рис. 10 соответствуют обнаружению в условиях снега и слабого дождя при различных вероятностях ложной тревоги (10"4 и 10^). Из рисунка видно, что при больших сигналах обнаружение в условиях слабого дождя несколько лучше, чем в снеге, что является подтверждением известного из практики эксплуатации факта. Пунктиром приведена кривая, соответствующая обнаружению в условиях ясного дня. Крайне правая кривая относится к наблюдению цели сквозь сильный дождь. Из рисунка достаточно наглядно видно, как уменьшается эффективность подавления сигналов, отраженных от дождя, путем использования круговой поляризации. Например, для обеспечения Рпо=0,9 по сравнению со случаем ясного дня ЭПР цели должна быть увеличена более, чем в 2 раза.

Рис. 10. Характеристики обнаружения на Рис. 11. Характеристики обнаружения в круговой поляризации в сложных сложных метеоусловиях при приеме на метеоусловиях (1 - ясный день, 2 - туман кроссовой составляющей ( 1 - слабый (л=4), 3 - снег (л=4), 4 - слабый дождь, 5 - дождь (п=4), 2 - сильный дождь (гг-4), 3 снег, 6 - слабый дождь (л=6), 7 - сильный - дерево, снег (я=4), 4 - дерево дождь (п-6))

Прием на кроссовую поляризацию может оказываться более эффективным, чем прием на КП в условиях сильного дождя (рис. 11). Однако ЭПР на кроссовой поляризации для реальных целей оказывается, как правило, на порядок ниже, чем ЭПР на КП, поэтому об эффективности использования такого режима в большинстве случаев нельзя говорить с определенностью. Тем не менее, кроссовый прием все же может оказаться более целесообразным при наблюдении целей, расположенных достаточно близко от РЛС. Обращает на себя внимание относительно слабая зависимость характеристик обнаружения от видов метеообразований. Сказанное позволяет вынести рекомендацию об использовании кроссового приема при наблюдении целей в районе аэропорта при перемежающихся осадках.

С точки зрения подавления сигналов от метеообразований использование режимов ГП-ГП и ВП-ВП практически эквивалентно. При одном и том же отношении сигнал/фон вероятность правильного обнаружения цели резко падает по мере увеличения водности, что объясняет наличие известного из опыта эксплуатации факта о наличии порогового уровня интенсивности дождя, при котором работа в названных режимах невозможна.

В табл. 2 и на рис. 12 показано, как уменьшается дальность наблюдения РЛС ОЛП в зависимости от метеоусловий при той же вероятности правильного обнаружения и виде поляризации. Заданная дальность действия 20 км (зона аэропорта) обеспечивается при вероятности правильного обнаружения Рио =0,9...0,95 в ясную погоду на всех рассматриваемых видах поляризации.

Очевидно преимущество применения оптимальной, по критерию максимизации радиолокационного контраста, поляризации для работы РЛС ОЛП в сложных метеоусловиях.

Табл. 2. Зависимость дальности действия РЛС ОЛП от метеоусловий при вероятности правильного обнаружения />по = 0,9... 0,95

Вид поляризации Ясная погода Условия сложной метеообстановки

Туман Слабый дождь Снег Сильный дождь

О, км Обнаружение на основной поляризации. ^Ю"6, Рпо = 0,95 на ГП Не менее 20,00 19,38 17,91 17,57 12,78

на ВП Не менее 20,00 19,39 17,64 17,29 13,14

Обнаружение целей на круговой поляризации. ^лт=<0-4. Рп0 = 0,95 Не менее 20,00 19,75 19.20 19.48 13,37

Обнаружение целей на кроссовой поляризации. ^=10^0 = 0,9 Не менее 20,00 18,61 16,82 18,29

Обнаружение целей на оптимальной поляризации. Л,т = Ю"4' Рт = 0,9...0,95 Не менее 20,00 19,75 19,20 19,48 18,29

Дальность, к>у/

Оптимальная

Вид поляризации

Ясно Туман Слабый Снег Сильный дождь дождь

Метеоусловия

Рис. 12. Зависимость дальности действия РЛС ОЛП от вида поляризации

в сложных метеоусловиях В четвёртом разделе диссертации разработаны рекомендации по применению методов радиополяриметрии для расширения диапазона применения РЛС ОЛП на основе анализа экспериментальных данных по отражающим свойствам наземных радиолокационных объектов, а также естественных и искусственных покровов и метеообразований в миллиметровом диапазоне волн.

Координаты собственного поляризационного базиса подстилающих покровов очень слабо зависят от наблюдаемого элемента поверхности. Об этом свидетельствует очень малое значение СКО для угла 2ф и небольшое

16

значение СКО для угла 2у. Устойчивость параметров 2у и 2ср к различным азимутальным углам свидетельствует о том, что исследуемые поверхности могут быть отнесены к классу диагональных объектов, а это значит, что существуют такие поляризационные базисы, в которых случайная матрица рассеяния может приводиться в диагональному виду или к виду, где один из диагональных элементов равен нулю, что эффективно можно использовать для подавления мешающих отражений.

Подстилающая поверхность при зондировании в миллиметровом диапазоне волн является, в отличии от радиолокационных целей, в общем случае поляризационно-изотропной средой. Использование алгоритмов функционирования одноканальных РЛС на излучение и приём, позволяющих формировать степень поляризационной анизотропии q, даёт возможность легко модернизировать РЛС ОЛП с целью повышения их эффективности для решения задач обнаружения и распознавания объектов.

Радиолокационный контраст g есть произведение двух сомножителей, первый их которых не зависит от вида поляризации падающей волны (отношение полных ЭГТР целей), а второй, учитывающий их поляризационную анизотропию, зависит от поляризации облучающей волны (2у,2Ф):

..1 + ^,is'n2YCos(2(p + yl2) ^

1 + sin 2у cos(2q> - у12)' гДе i и 9ч«ы> я1цаь2 и q^b2 - полные ЭПР и степени анизотропии первой и второй целей соответственно, у12 - центральный угол на сфере Пуанкаре между изображениями собственных базисов целей. Используя различия поляризационных параметров отраженных от подстилающих покровов и объектов наблюдения сигналов, можно добиться существенного повышения радиолокационного контраста.

Расчеты показывают, что значение 2ср с высокой степенью точности может быть принято равным нулю. Это означает, что в рамках такого допущения собственной поляризацией для различных элементов подстилающей поверхности будет являться линейная поляризация, хотя для каждого элемента - своя. Следовательно, если собственной поляризацией какого-либо элемента разрешения окажется эллиптическая поляризация, то это будет свидетельствовать о наличии в этом элементе какой-либо цели, под которой вовсе не следует понимать обязательно некий новый объект, это может быть та же поверхность, но с резко выраженными иными отражательными характеристиками.

Устойчивость координат собственного поляризационного базиса различных элементов исследуемых покровов позволяет путем использования режима поляризационного сканирования свести задачу обнаружения цели к задаче определения индекса амплитудной модуляции т отраженного сигнала. Например, при «<0,85 с вероятностью не ниже 0,95 можно

говорить о наличии цели в исследуемом элементе разрешения. Вероятность ложной тревоги при этом составляет величину 0,01.

Как показывает анализ экспериментальных исследований фазовых характеристик сигналов, отраженных от подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн, распределение разности фаз Дфда(,г Для подстилающей

поверхности является Гауссовским с нулевым средним значением. С другой стороны, разность фаз линейной и кроссовой компоненты сигнала ¿щ>П1П,, отраженного от

неровной поляризационно-изотропной поверхности, имеет равномерное распределение на интервале ±180% и не зависит от характеристик поверхности и условий измерения. Для радиолокационных целей средние значения разности фаз ортогонально поляризованных компонент рассеянного сигнала А(рнтг далеки от

нулевых, а значения разности фаз Д<рууну распределены неравномерно и имеют

некоторое ненулевое среднее значение и небольшое среднеквадратическое отклонение (10...20°). Отличия параметров До„,„„, Д(о,„„„, для подстилающей

т ННУУ т У УН У

поверхности и радиолокационных целей позволяет производить идентификацию целей на фоне подстилающих покровов по данным признакам.

Энергетические поляризационные признаки наиболее устойчивы к изменению ракурса цели, но сильно зависят от состояния подстилающей поверхности (наличия или отсутствия ветра) и величины разрешаемой площадки. К энергетическим поляризационным признакам \2 /|„ |\2

| '7114.' II гпс .-Ч .V .V

Г В

й=(Кг|)2+(|^в|)2 + 2(|5га|)2

коэффициенты

поляризационнои 2

относятся: полная где 5/т,5'вй, матрицы рассеяния;

ЭПР объекта - комплексные и параметр

В то же время комплексные признаки устойчивы к влиянию подстилающей поверхности и позволяют выделить объект в условиях мешающих отражений от подстилающей поверхности. Комплексными поляризационными признаками

являются

й-ОМГ««-^) ■ ММ)-'^^Мсоф^]-

у = ап^|^М/М | (180/тс) ~~ характеристический угол между собственными поляризациями.

Анализ экспериментальных данных показал, что комплексные поляризационные признаки являются более информативными по сравнению с энергетическими признаками, связанными с ЭПР целей. Вероятность обнаружения наземных объектов может быть существенно увеличена при накоплении поляризационной информации.

Установлено, что наиболее информативным и устойчивым признаком является Q¡s. Выделение данного признака позволяет значительно повысить контраст малоразмерных объектов на фоне подстилающей поверхности. Это связано с тем, что сигнал формируется при отражении т групп его блестящих точек, а сигнал от подстилающее поверхности формируется большим количеством деполяризующих отражателей при отсутствии доминирующих центров отражения, что обуславливает гораздо большие пределы изменения разности фаз между согласованными поляризациями.

Поляризационно-спектральные особенности обратного рассеяния от местности (участков суши, покрытых растительностью, гидрометеоров) и целей, состоящие в существенно более сильной корреляции отражений от целей, чем от местности, на ортогональных поляризациях могут использоваться для улучшения радиолокационной наблюдаемости малоразмерных объектов на их фоне. Физической предпосылкой их появления является существенно большая жесткость взаимного положения рассеивающих точек цели, чем помех. Для движущегося объекта, который является достаточно жесткой конструкцией, перемещения фазовых центров рассеяния на ортогональных поляризациях для «блестящих точек» также сильно коррелированны. Применение поляризационно-слектрального метода селекции позволяет улучшить наблюдаемость наземных объектов на фоне местности, покрытой растительностью на 4-10 дБ.

Круговая поляризация оказывается эффективным средством для подавления мешающих отражений от гидрометеоров только в условиях тумана и слабого дождя (не более 8... 10 мм/час). При сильном дожде и снегопаде ее использование оказывается нецелесообразным, так, например, для обеспечения вероятности правильного обнаружения цели в этих условиях на уровне 0,9, ЭПР цели должна быть увеличена не менее чем в 2 раза. При уровне вероятности 0,95 соответствующая величина ЭПР возрастает в 3,5 раза.

Прием на кроссовую поляризацию может оказаться более эффективным, чем прием на КП в условиях сильного дождя, однако ЭПР на кроссовой поляризации для реальных целей оказывается, как правило, на порядок ниже, поэтому кроссовый прием целесообразен при наблюдении целей, располагаемых достаточно близко от РЛС (район аэропорта). Характеристики обнаружения при кроссовом приеме слабо зависят от метеоосадков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью настоящей работы являлось расширение диапазона применения РЛС ОЛП при селекции малоподвижных и неподвижных наземных объектов на фоне естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также в условиях сложной метеообстановки.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:

1. Произведен анализ влияния мешающих отражений и метеообразований на эксплуатационные возможности РЛС ОЛП.

2. Произведен анализ отражательных характеристик естественных и искусственных покровов на территории аэропортов и объектов наблюдения РЛС ОЛП. Выявлены различия в поляризационной структуре отраженных от подстилающих покровов и объектов наблюдения сигналов.

3. Произведен анализ отражательных характеристик метеообразований, влияющих на функционирование РЛС ОЛП, и сигналов, отраженных от объектов наблюдения РЛС ОЛП в сложной метеообстановке.

4. Разработаны рекомендации по расширению диапазона применения РЛС ОЛП путем использования методов радиополяриметрии.

В ходе работы были получены следующие новые научные результаты:

1. Определены статистические характеристики элементов матрицы рассеяния естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также объектов наблюдения в миллиметровом диапазоне волн, подтвержденные экспериментальными данными.

2. Определены статистические характеристики элементов матрицы рассеяния метеообразований, а также объектов наблюдения в сложных метеоусловиях в миллиметровом диапазоне волн, подтвержденные экспериментальными данными.

3. На основе экспериментальных данных определено влияние вида поляризации на дальность действия РЛС ОЛП при их эксплуатации в сложных метеоусловиях.

4. Разработаны рекомендации по расширению диапазона применения РЛС ОЛП методами радиополяриметрии.

Полученные результаты дают возможность:

1. Повысить вероятность правильного обнаружения малоподвижных и неподвижных наземных объектов при наличии мешающих отражений от подстилающей поверхности и метеообразований.

2. Повысить контраст наблюдаемых малоподвижных и неподвижных объектов в зоне аэропорта на индикаторе РЛС ОЛП, и тем самым обеспечить работоспособность РЛС ОЛП в неблагоприятных погодных условиях.

3. Повысить уровень безопасности полетов (взлет, посадка) и предупреждения столкновения на земле.

4. Повысить интенсивность движения транспортных средств в районе аэродрома, а, следовательно, и интенсивность полетов воздушных судов.

По содержанию диссертационной работы опубликованы следующие

работы:

1. В изданиях, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК для опубликования основных научных результатов диссертаций:

1.1.Яманов А.Д. Прохождение радиолокационного сигнала через осадки и его отражение от наземных объектов // Научный Вестник МГТУ ГА, №117,2007.

1.2.Яманов А.Д. Статистические характеристики матрицы прохождения, обусловленной наличием метеообразований в миллиметровом диапазоне волн // Научный Вестник МГТУ ГА, №117, 2007.

1.3.Яманов А.Д. Поляризационные характеристики подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн // Научный Вестник МГТУ ГА, №126, 2008.

1.4.Яманов А.Д. Отражающие свойства и возможности поляризационной селекции наземных радиолокационных объектов в мм и см диапазоне II Научный Вестник МГТУ ГА, №133,2008.

1.5.Яманов А.Д. О фазовых характеристиках сигнала отраженного от подстилающих покровов, относящихся к классу поляризационно-изотропных // Научный Вестник МГТУ ГА, №133,2008.

1.6.Яманов А.Д. Применение поляризационной селекции для улучшения эксплуатационных характеристик РЛС ОЛП // Научный Вестник МГТУ ГА, №152,2009.

1.7.Яманов А.Д. Методы и средства борьбы с мешающими отражениями в РЛС ОЛП // Научный Вестник МГТУ ГА, №152, 2009.

1.8.Яманов А.Д. Возможности расширения диапазона применения радиолокационных станций обзора летного поля в сложных метеооусловиях методами радиополяриметрии // Научный Вестник МГТУ ГА, №158, 2010.

2. В прочих изданиях:

2.1.Яманов А.Д. Дополнительные возможности повышения точности измерения дальности при нелинейной радиолокации. В кн.: Авиация и космонавтика 2007. Тезисы докладов 6-й Международной научно-технической конференции. - М., МАИ, 2007г., с. 84.

2.2.Яманов А.Д. Особенности распределения разности фаз ортогональных компонент отраженного от подстилающих покровов сигнала в миллиметровом диапазоне волн. В кн.: Авиация и космонавтика 2008. Тезисы докладов 7-й Международной научно-технической конференции. - М., МАИ, 2008г., с. 143.

2.3.Яманов А.Д. Координаты собственного поляризационного базиса подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн. В кн.: Гражданская авиации на современном этапе развития науки, техники и общества. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции. - М., МГТУ ГА, 2008г., с.143.

2.4.Яманов А.Д. Особенности матрицы рассеяния подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн. В кн.: XXXIV Гагаринские чтения. Труды Международной молодежной научной конференции. - М, МАТИ, 2008г., с. 159-160.

2.5.Яманов А.Д. Отражающие свойства наземных радиолокационных объектов в мм и см диапазоне. В кн.: Авиация и космонавтика 2009. Тезисы докладов 8-й Международной научно-технической конференции. - М., МАИ, 2009г., с. 109-110.

2.6.Ямаиов А.Д. Фазовые характеристики сигналов, отраженных от подстилающих покровов в мм и см диапазоне волн. В кн.: XXXV Гагаринские чтения. Труды Международной молодежной научной конференции. - М., МАТИ, 2009г.

2.7.Ямаиов А.Д. Возможности поляризационной селекции наземных радиолокационных объектов в мм и см диапазоне. В кн.: XXXV Гагаринские чтения. Труды Международной молодежной научной конференции. - М., МАТИ, 2009г.

2.8.Яманов А.Д., Колядов Д.В. Анализ отражающих характеристик наземных радиолокационных объектов в ММ и СМ диапазоне волн. Труды XV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь (RLNC-2009)», Воронеж, 2009, том 2, с. 1802-1810.

2.9.Яманов А.Д., Колядов Д.В. Анализ отражающих характеристик подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн. Труды XV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь (RLNC-2009)», Воронеж, 2009, том 2, с. 1811-1819.

2.10. Yamanov A. Polarization Characteristics of Underlying Covers in Millimeter-Wave. "Signal processing symposium SPS 2009", Jachranka Village, May 28-30, 2009. Warsaw University of Technology - Institute of Electronic Systems, 2009, p. 420-425.

Соискатель

Ямапов А.Д.

Печать офсетная 1,28 усл.печ.л.

Подписано в печать 10.03.10 г. Формат 60x84/16 Заказ № 1012/

1,37 уч.-изд. л. Тираж 80 экз.

Московский государственный технический университет ГА 125993 Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20 Редакционно-издательский отдел 125493 Москва, ул. Пулковская, д.ба

© Московский государственный технический университет ГА, 2010

ВВЕДЕНИЕ.

1. Особенности функционирования РЛС ОЛП.

1.1 .ТТХ и назначение РЛС ОЛП.,.

1.2.Влияние мешающих отражений и метеообразований на эксплуатационные возможности РЛС ОЛП.

1.3.Методы уменьшения влияния мешающих отражений и метеообразований на функционирование РЛС ОЛП.

2. Влияние радиолокационных сигналов, отраженных и рассеянных естественными и искусственными покровами на функционирование

РЛС ОЛП.

2.1.Особенности рассеяния ЭМВ естественными и искусственными покровами.

2.2.Статистические характеристики радиолокационных сигналов, отраженных от естественных и искусственных покровов.

2.3.Статистические характеристики радиолокационных сигналов, отраженных от объектов наблюдения РЛС ОЛП.

3. Влияние метеообразований на функционирование РЛС ОЛП.

3.1.Особенности рассеяния и ослабления ЭМВ метеообразованиями.

3.2.Поляризационные характеристики метеообразований.

3.3.Анализ отражательных характеристик объектов наблюдения РЛС ОЛП в сложных метеоусловиях.

4. Расширение диапазона применения РЛС ОЛП с учетом метеоусловий методами радиополяриметрии.

4.1 .Уменьшение влияния мешающих отражений.

4.2.Улучшение обнаружения объектов наблюдения РЛС ОЛП.

Актуальность работы. Уровень технического совершенства радиотехнических систем (РТС) управления воздушным движением (УВД) и управления наземным движением (УНД), их эффективность, а значит и высокая результативность использования воздушного транспорта во многом определяется возможностями и эксплуатационными характеристиками РТС, использующихся для информационного обеспечения систем управления наземным и воздушным движением.

В настоящее время в радиотехнической системе УНД основным средством обеспечения безопасности движения наземных транспортных средств в зоне аэродрома является радиолокатор обзора летного поля (РЛС ОЛП). В условиях плохой видимости, вызванной наличием метеообразований в виде тумана, дождя, снега, эффективность работы РЛС заметно падает, уменьшается дальность действия, на экране появляется большое количество посторонних засветок от метеообразований. Это происходит вследствие рассеяния на капельках жидкости, кусочках льда, снежинках и поглощения энергии гидрометеорными частицами.

Наличие переотражений от подстилающей поверхности и метеообразований накладывают ограничения на интенсивность движения транспортных средств в районе аэродрома, а, следовательно, и на интенсивность полетов воздушных судов.

В этой связи представляет интерес поиск новых методов повышения различимости полезного сигнала на фоне мешающих отражений в сложных метеоусловиях для расширение диапазона применения РЛС ОЛП. Достаточно перспективными в этом направлении являются методы радиополяриметрии.

Эффективность применения этих методов для селекции наземных целей определяется в основном различиями в поляризационных характеристиках (ПХ) целей, местных предметов (МП), подстилающей поверхности (ПП) и метеообразований. Однако потенциальные возможности поляризационных эффектов для улучшения обнаружения и различения радиолокационных целей не используется в РЛС ОЛП в полной мере.

Одной из основных причин этого является отсутствие достаточно достоверных априорных знаний о статистических характеристиках как объектов наблюдения, так и подстилающих покровов и метеообразований.

Обеспечение работоспособности в неблагоприятных погодных условиях, равно как и отображение устойчивой достоверной обстановки в зоне аэропорта на экране РЛС ОЛП, является одной из важнейших задач, стоящих перед разработчиком и эксплуатирующими подразделениями ГА. На оснащение предприятий гражданской авиации поступают РЛС ОЛП, являющиеся источниками информации для автоматизированных систем управления воздушным движением (АС УВД), которые работают в диапазоне 0,8. 1,5 см (ФАП-2000), где влияние подстилающей поверхности и гидрометеорных образований играет существенную роль. Именно поэтому, диссертационная работа, посвященная расширению диапазона применения РЛС ОЛП — улучшению обнаружения» объектов наблюдения на фоне естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, в сложных метеоусловиях - представляют собой актуальную задачу.

Целью работы является расширение диапазона применения РЛС ОЛП при селекции малоподвижных и неподвижных наземных объектов на фоне естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также в условиях сложной метеообстановки.

Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

1. Анализ влияния мешающих отражений и метеообразований на эксплуатационные возможности РЛС ОЛП.

2. Анализ отражательных характеристик естественных и искусственных покровов на территории аэропортов и объектов наблюдения РЛС ОЛП и выявление различий в поляризационной структуре отраженных от подстилающих покровов и объектов наблюдения сигналов.

3. Анализ отражательных характеристик метеообразований, влияющих на функционирование РЛС ОЛП, и сигналов, отраженных от объектов наблюдения РЛС ОЛП в сложной метеообстановке.

4. Разработка рекомендаций по расширению диапазона применения РЛС ОЛП путем использования методов радиополяриметрии.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней:

1. Определены статистические характеристики элементов матрицы рассеяния естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также объектов наблюдения в миллиметровом диапазоне волн, подтвержденные экспериментальными данными.

2. Определены статистические характеристики элементов матрицы рассеяния метеообразований, а также объектов наблюдения в сложных метеоусловиях в миллиметровом диапазоне волн, подтвержденные экспериментальными данными.

3. На основе экспериментальных данных определено влияние вида поляризации на дальность действия РЛС ОЛП при их эксплуатации в сложных метеоусловиях.

4. Разработаны рекомендации по расширению диапазона применения РЛС ОЛП методами радиополяриметрии.

Практическая значимость работы состоит в том, что ее результаты позволяют:

1. Повысить вероятность правильного обнаружения малоподвижных и неподвижных наземных объектов при наличии мешающих отражений от подстилающей поверхности и метеообразований.

2. Повысить контраст наблюдаемых малоподвижных и неподвижных объектов в зоне аэропорта на индикаторе РЛС ОЛП, и тем самым обеспечить работоспособность РЛС ОЛП в неблагоприятных погодных условиях.

3. Повысить уровень безопасности полетов (взлет, посадка) и предупреждения столкновения на земле.

4. Повысить интенсивность движения транспортных средств в районе аэродрома, а, следовательно, и интенсивность полетов воздушных судов.

На защиту выносится обоснование расширения диапазона применения радиолокационных станций обзора летного поля с учетом метеоусловий методами радиополяриметрии.

Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в МКБ «Компас», а также в учебный процесс Московского государственного технического университета гражданской авиации, что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных НТК «Авиация и космонавтика» (Москва, 2007-2009 гг.) в Московском авиационном институте, на международных НТК «Гагаринские чтения» (Москва, 2008-2009 гг.) в Московском авиационном технологическом институте, на НТК "Радиолокация, навигация, связь" (RLNC*2009) (Воронеж, 2009 г.) в Воронежском государственном университете, на международной НТК «Signal Processing Symposium SPS-2009» (Варшава, 2009 г.), на международных НТК "Гражданская авиация на современном этапе науки, техники и общества" (Москва, 2007г., 2009г.) и межкафедральных семинарах (2007-2010 гг.) в Московском государственном техническом университете гражданской авиации и т.д.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ (все в изданиях, определенных ВАК РФ для публикации материалов диссертаций). По тематике диссертации в рамках договора по гранту выполнена НИР.

Структура, и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка используемой литературы. Общий объем диссертации составляет 194 страницы, включает 90 рисунков, 25 таблиц, список используемой литературы содержит 164 наименования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью настоящей работы являлось расширение диапазона применения РЛС ОЛП при селекции малоподвижных и неподвижных наземных объектов на фоне естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также в условиях сложной метеообстановки.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:

1. Произведен анализ влияния мешающих отражений и метеообразований на эксплуатационные возможности РЛС ОЛП.

2. Произведен анализ отражательных характеристик естественных и искусственных покровов на территории аэропортов и объектов наблюдения РЛС ОЛП. Выявлены различия в поляризационной структуре отраженных от подстилающих покровов и объектов наблюдения сигналов.

3. Произведен анализ отражательных характеристик метеообразований, влияющих на функционирование РЛС ОЛП, и сигналов, отраженных от объектов наблюдения РЛС ОЛП в сложной метеообстановке.

4. Разработаны рекомендации по расширению диапазона применения РЛС ОЛП путем использования методов радиополяриметрии.

В ходе работы были получены следующие новые научные результаты:

1. Определены статистические характеристики элементов матрицы рассеяния естественных и искусственных покровов, характерных для зоны аэропорта, а также объектов наблюдения в миллиметровом диапазоне волн, подтвержденные экспериментальными данными.

2. Определены статистические характеристики элементов матрицы рассеяния метеообразований, а также объектов наблюдения в сложных метеоусловиях в миллиметровом диапазоне волн, подтвержденные экспериментальными данными.

3. На основе экспериментальных данных определено влияние вида поляризации на дальность действия РЛС ОЛП при их эксплуатации в сложных метеоусловиях.

4. Разработаны рекомендации по расширению диапазона применения РЛС ОЛП методами радиополяриметрии.

Полученные результаты дают возможность:

1. Повысить вероятность правильного обнаружения малоподвижных и неподвижных наземных объектов при наличии мешающих отражений от подстилающей поверхности и метеообразований.

2. Повысить контраст наблюдаемых малоподвижных и неподвижных объектов в зоне аэропорта на индикаторе РЛС ОЛП, и тем самым обеспечить работоспособность РЛС ОЛП в неблагоприятных погодных условиях.

3. Повысить уровень безопасности полетов (взлет, посадка) и предупреждения столкновения на земле.

4. Повысить интенсивность движения транспортных средств в районе аэродрома, а, следовательно, и интенсивность полетов воздушных судов.

1. Анализ существующего состояния управления наземным движением на аэродроме Домодедово: отчет службы управления наземным движением а/п «Домодедово». - М., 2004.

2. Анализ технического уровня средств ГА СССР в сравнении с зарубежным уровнем, НЗЦ АУВД, 1979, с.64-78.

3. Андреев Г.А. Отражение и рассеяние миллиметровых волн земными покровами. Зарубежная радиоэлектроника, 1979.

4. Андреев Г.А., Бабкин Ю.С., Исмаилов А.Т., Соколов A.B., Черная Л.Ф. Экспериментальное исследование распространения радиоилучения на длине волны 8,6 мм в атмосфере Земли. — М.: ИРЭ АН СССР, 2(208), 1976.

5. Андреев Г.А., Бисярин В.П., Соколов A.B., Стрелков Г.М. Распространение лазерного излучения в атмосфере земли. В сб.: «Итоги науки и техники. Радиотехника», т. 2. — М., 1977.

6. Андреев Г.А., Голунов В.А., Соколов A.B. Рассеяние и излучение миллиметровых радиоволн природными образованиями. — В кн.: Итоги науки и техники. Радиотехника, т. 20. — М., 1980.

7. Андреев Г.А., Зражевский А.Ю., Кутуза Б.Г., Соколов A.B. Сухонин Е.В. Распространение миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн в тропосфере. — Проблемы современной радиотехники и электроники / Под ред. В.А. Котельникова. — Радиотехника, 1980.

8. Андреев Г.А., Зражевский А.Ю., Кутуза В.Г., Соколов A.B., Сухонин Е.В. Распространение миллиметров, и субмиллиметров, волн в атмосфере. «Пробл. совр. радиотехн. и электрон.», т. 1. — М.: ИРЭ АН СССР, 1978.

9. Андреев Г.А., Черная Л.Ф. Рассеяние миллиметровых волн шероховатыми поверхностями // Радиотехника. — 1980. т.35, №3, с. 7881.

10. П.Андреев Г.Н., Логвин А.И. Обнаружение поляризационных сигналов со случайной фазой. — В кн.: Вопросы повышения эффективности функционирования авиационного и радиоэлектронного оборудования гражданской авиации. Рига, 1981, с. 114-116.

11. Бабаков М.Ф., Ельцов П.Е., Попов A.B. Экспериментальная оценка надежности распознавания электрофизически различных радиолокационных объектов по поляризационным признакам. — Авиационно-космическая техника и технология. Харьков, 1998, с. 371375.

12. З.Бабаков М.Ф., Попов A.B. Применение поляризационно-модулированных сигналов для селекции и распознавания радиолокационных объектов // Зарубежная радиоэлектроника. — 1999. №11.

13. М.Басе Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. -М.: Наука, 1972.

14. Богородский В.В., Канарейкин Д.Б., Козлов А.И. Поляризация рассеянного и собственного радиоизлучения земных покровов. — JL: Гидрометеоиздат, 1981.

15. Борен К., Хафлен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами.-М.: "Мир", 1986.

16. Бреховских Л.М. Дифракция волн на неровной поверхности // Журн. эксперим. и теорет. физики. 1952. 23, № 3, с. 275-304.

17. Быстрое Р.П. Радиолокационные системы обнаружения наземных объектов в короткой части миллиметрового диапазона волн В 2-х томах. М.: Изд-во "Технология", 2002 г.

18. Быстрое Р.П., Потапов А.А, Соколов A.B. Миллиметровая радиолокация с фрактальной обработкой. -М.: Радиотехника, 2005.

19. Быстрое Р.П., Потапов A.A., Соколов A.B., Федорова Л.В., Чеканов

20. Р.Н. Проблемы распространения и применения миллиметровых радиоволн в радиолокации. Зарубежная радиоэлектроника. — 1997. № 1, с. 4-20.

21. Быстров Р.П., Соколов A.B. Распространение короткой части миллиметровых и субмиллиметровых волн: возможные области их применения. Радиотехника. 2006. №5, с. 11-18.

22. Быстрое Р.П., Соколов A.B., Чеканов Р.Н. Дальность действия миллиметровых радиолокационных станций в дождях. — Радиотехника —2005. № 1.

23. Быстрое Р.П., Соколов A.B. Чеканов Р.Н. Применение самолетного радиолокатора миллиметрового диапазона волн при плохой оптической видимости. — Радиотехника. 2005. № 8.

24. Ваксер И.Х., Копилович Л.Е., Малышенко Ю.И. О влиянии дождя на распространение радиоволн миллиметрового и субмиллиметровогодиапазона. Труды IX Всесоюзной конференции по распространению радиоволн, 1969, ч.2, с. 137.

25. Ван де Хюлст. Рассеяние света малыми частицами. М.: ИЛ, 1961, 536 с.

26. Варшавкин М.Л., Кобак В.О. О взаимной корреляции поляризованных составляющих электромагнитного поля, рассеянного протяженным телом // Радиотехника и электроника. — 1971. Т. 16, №2.

27. Волчок Б.А., Черняк М.М. Перенос микроволнового излучения в облаках и осадках. — Труды ГГО, Л.: Гидрометеоиздат, 1968, вып. 222, с. 83.

28. Ганов C.B., Ганова Т.М, Клнментьев В.А. Радиолокационная станция контроля территории 3 мм диапазона радиоволн. Вопросы радиоэлектроники, серия Радиолокационная техника. — 2007. №3.

29. Горелик А.Л., Барабаш Ю.Л., Кривошеее О.В. Селекция и распознавание на основе локационной информации / под ред. А.Л. Горелика. -М.: Радио и связь. 1990.

30. Григорьев Д.В. и др. Результаты радиолокационного наблюдения природных ландшафтов в трехмиллиметровом диапазоне воли (по данным натурных экспериментов). Докл. на XVI Всерос. симпозиуме "Радиолокационное исследование природных сред". — Спб., 1998.

31. Гусев К.Г., Филатов А.Д., Сополев А.П. Поляризационная модуляция. М.: Сов. радио, 1974.

32. Дейрменджан Д., Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. — М.: "Мир", 1971, 165 с.

33. Евдокимов Н.О., Маршалов Т.А., Барзаковский А.Ю. Экспериментальные исследования деполяризующих свойств малоразмерных наземных объектов в целях повышения эффективности их обнаружения на фоне пассивных помех // Радиотехника. 2008. №3.

34. Елисеев A.A., Зарай Г.А, Рудаков Е.В. Методы расчёта некоторых схем селекции движущихся целей / Вопросы радиоэлектроники. Сер. От. 1976. - Вып. 6, с. 23-32.

35. Елисеев A.A., Рудаков Е.В. и др. Основные параметры работы частотной схемы селекции движущихся целей // Труды, ЛИАП, 1974. — Вып.88, с.71-78.

36. Защита от помех / Под ред. М.В. Максимова. — М.: Сов. Радио, 1976.

37. ТИАСУР); руковод. В.Н. Татаринов. 14-82; ГР 01830037152 Инв. №02850031916.-Томск, 1985, 116 с.

38. Канарейкин Д.Б., Павлов Н.Ф., Потехин В.А. Поляризация радиолокационных сигналов, М.: "Советское радио", 1966, с.15-136.

39. Канарейкин Д.Б., Потехин В. А., Шишкин И.Ф. Морская полиметрия, "Судостроение", 1968.

40. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М.:Сов радио, 1975.

41. Козлов А.И., Логвнн А.И., Лутин Э.А. Методы и средства радиолокационного зондирования подстилающих поверхностей в интересах народного хозяйства. — ВИНИТИ, 1992 г.

42. Козлов А.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. М.: Радиотехника, 2005.

43. Козлов Н.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Поляризационная структура радиолокационных сигналов. Т. 2. — М.: Радиотехника, 2007.

44. Козлов Н.И., Логвин А.И., Сарычев В.А. Поляризация радиоволн. Радиополяриметрия сложных по структуре сигналов. Т. 3. — М.: Радиотехника, 2008.

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

46. Колосов М.А., Шабельников А.В. Рефракция электромагнитных волн в атмосферах Земли, Венеры, Марса. М.: Сов. радио, 1976 - 220 с.

47. Криницин В.В., Толстиков Н.И. Адаптивные системы обработки сигналов в радиосистемах обеспечения полетов. — М.: МИИГА. Межвуз. темат. сборник. Техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования и радиообеспечения полетов, 1987, с. 55-63.

48. Кулемин Г.П., Луценко В.И. Обратное рассеяние радиоволн морской поверхностью. Зарубежная радиоэлектроника. — 1996. №7, с. 16-28.

49. Кулемин Г.П., Расказовский В.Б. Рассеяние миллиметровых радиоволн поверхностью земли под малыми углами. — К.: Наук, думка, 1987.

50. Кулемин ГЛ., Луценко В.И. Обратное рассеяние радиоволн морской поверхностью. Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. — 1996. № 7, с. 16-28.

51. Кутуза Б.Г., Загорин Г.К., Спектральные и поляризационные свойства ослабления и издучения осадков в миллиметровом диапазоне волн. — Сб. тез. докл. на школе-семинаре в Красновидово. Май 2000 г.

52. Лукьянов С.П. Эффективность поляризационных радиолокаторов в задаче обнаружения стабильных целей на фоне пассивных помех / "Журнал Радиоэлектроники" (Электронный журнал) — 2000. №5.

53. Луценко В.И. О фазовых центрах рассеяния радиоволн КВЧ-диапазона телами сложной формы. — Успехи современной радиоэлектроники. — 2007. №9.

54. Луценко В.И. Поляризационно-спектральная селекция целей на фоне местности. Успехи современной радиоэлектроники. — 2007. №9.

55. Луценко В.И. Проектирование радиотехнических систем селекции и обнаружения сигналов в условиях негауссовских помех. Харьков: ХАИ, 1990.

56. Луценко В.И., Кириченко В.А. Экспериментальное определение информативных признаков для радиолокационного распознавания наземных и надводных объектов // «Техника ММ- и субММ-радиоволн». Харьков ИРЭ HAH Украины, 1993, с. 5-18.

57. Луценко В.И., Лексшова Т.Н., Сугак В.Т., Кукла С.А. Радиолокационное устройство. АС. СССР МКИ3 GO IS 9/42, № 1568740 СССР, 08.10.90,5с.

58. Луценко З.И., Сугак В.Т., Бондаренко A.B., Савенко H.H. Способ селекции движущейся цели. A.C. СССР МКИ3 G01S 9/42, № 1718655 СССР опубл.08.11.91.

59. Лысанов Ю.П. Теория рассеяния волн на периодически неровных поверхностях // Акуст. журн 1956. 4, №1, с. 3-12.

60. Насилов Д.Н. Радиометрология. М.: Наука, 1966.

61. Островитянов Р.В., Басалов Ф.А. Статистическая теория радиолокации протяженных целей. —М.: Радио и связь, 1982.

62. Пономарев В.И., Попов A.B., Бабаков М.Ф. Экспериментальные исследования возможностей адаптивной пространственно-временной поляризационной селекции. — Электромагнитные волны и электронные системы. 1997. Т. 2, №5, с. 93-96.

63. Разсказовский В.Б. Экспериментальная оценка параметров отражающей области поверхности раздела // XIII Всесоюз. конф. по распространению радиоволн (Горький, июнь 1981 г.): Тез. докл. М.: Наука, 1981.-4.2.-с. 26.

64. Распространение ультракоротких радиоволн / Пер. с англ. под ред. Б.А. Шиллерова. М.: Сов. радио, 1954. — 710 с.

65. Русинов В.Р. Наблюдение за наземными целями и их пеленгация радиолокаторами обзора летного поля в АСУ наземным движением, (Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук). -М.: МИИГА, 1992.

66. Соколов A.B. Распространение миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн в атмосфере Земли. — Итоги науки и техники. Сер. Радиотехника, 1974, т. 5.

67. Соколов A.B., Сухонин Е.В. Ослабление миллиметровых волн в толще атмосферы. В кн. Итоги науки и техники. Сер. Радиотехника, М., 1979, т. 20

68. Соколов A.B., Чеканов Р.Н. Пространственно-временная изменчивость коэффициентов поглощения водяного пара в миллиметровом диапазоне волн. — Труды VIII всероссийской школы-семинара «Волновые явления в неоднородных средах», 26-31 мая 2002, ч 2.

69. Татарннов В.Н., Лукьянов С.П., Масалов Е.В. Режекторная гребенчатая фильтрация поляризационно-манипулированных радиолокационных сигналов/ журнал Изв. вузов "Радиоэлектроника" — Киев, 1989. — Т.32, №5.

70. Теоретические основы радиолокации / Под общ. Ред. В.Е. Дулевича. — М.: Советское радио, 1978. 540 с.

71. Теоретические основы радиолокации /Под общ. Ред. Я.Д. Ширмана. — М.: Советское радио, 1970. — 560с.

72. Унгурян С.Г., Маркович Е.Д., Волевич А.И., Анализ и моделирование систем управления воздушного движения. — М.: Транспорт, 1980.

73. Устинович В.Б. Анализ поляризационных характеристик подстилающих покровов и использование его результатов для подавления мешающих отражений в трассовых PJIC УВД, (Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук). -М.: МИИГА, 1981

74. Фалькович С.Е. Оценка параметров сигнала. — М.: Сов. радио, 1970.

75. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. — М.: Сов. радио, 1973

76. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах: Пер. с англ. / Под ред. В.В. Налимова. — М., Мир, 1969.

77. Чеканов Р.Н. Радиолокационная станция обзора летного поля миллиметрового диапазона радиоволн. Журнал радиоэлектроники (электронный журнал). 2004. №7.

78. Ширман Я.Л, Лосев Ю.И., Минервин H.H. и др. Радиоэлектронные системы: основы построения и теория. Справочник / Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: ЗАО «МАКВИС», 1998.

79. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. — М.-Л., ГТИ, 1951, 430 с.

80. Шорохова Е.А., Кашин A.B. Некоторые особенности рассеяния электромагнитных волн на статистически неровных земных покровах в миллиметровом диапазоне волн. — Известия вузов. Радиофизика. — 2005. Т. XLVIII, №6,.

81. ЮЗ.Штагер А.Е. Рассеяние радиоволн на телах сложной формы. — М.: Радио и связь, 1986.

82. Яманов А.Д. Возможности поляризационной селекции наземных радиолокационных объектов в мм и см диапазоне. В кн.: XXXV Гагаринские чтения. Труды Международной молодежной научной конференции. М., МАТИ, 2009г.

83. Яманов А.Д. Возможности расширения диапазона применения радиолокационных станций обзора летного поля в сложных метеооусловиях методами радиополяриметрии // Научный Вестник МГТУ ГА, №158,2010.

84. Яманов А.Д. Дополнительные возможности повышения точности измерения дальности при нелинейной радиолокации. В кн.: Авиация и космонавтика 2007. Тезисы докладов 6-й Международной научно-технической конференции. — М., МАИ, 2007г., с. 84.

85. Яманов А.Д. Методы и средства борьбы с мешающими отражениями в РЛС ОЛП // Научный Вестник МГТУ ГА, №152, 2009.

86. Яманов А.Д. О фазовых характеристиках сигнала отраженного от подстилающих покровов, относящихся к классу поляризационно-изотропных // Научный Вестник МГТУ ГА, №133, 2008.

87. ПО.Яманов А.Д. Особенности матрицы рассеяния подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн. В кн.: XXXIV Гагаринские чтения. Труды Международной молодежной научной конференции. — М., МАТИ, 2008г., с. 159-160.

88. Яманов А.Д. Отражающие свойства и возможности поляризационной селекции наземных радиолокационных объектов в мм и см диапазоне // Научный Вестник МГТУ ГА, №133, 2008.

89. Яманов А.Д. Отражающие свойства наземных радиолокационных объектов в мм и см диапазоне. В кн.: Авиация и космонавтика 2009. Тезисы докладов 8-й Международной научно-технической конференции. М., МАИ, 2009г., с. 109-110.

90. Яманов А.Д. Поляризационные характеристики подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн // Научный Вестник МГТУ ГА, №126, 2008.

91. Яманов А.Д. Применение поляризационной селекции для улучшения эксплуатационных характеристик РЛС ОЛП // Научный Вестник МГТУ ГА, №152, 2009.

92. Яманов А.Д. Прохождение радиолокационного сигнала через осадки и его отражение от наземных объектов // Научный Вестник МГТУ ГА, №117, 2007.

93. Яманов А.Д. Статистические характеристики матрицы прохождения, обусловленной наличием метеообразований в миллиметровом диапазоне волн // Научный Вестник МГТУ ГА, №117, 2007.

94. Яманов А.Д. Фазовые характеристики сигналов, отраженных от подстилающих покровов в мм и см диапазоне волн. В кн.: XXXV Гагаринские чтения. Труды Международной молодежной научной конференции. М., МАТИ, 2009г.

95. Яманов А.Д., Колядов Д.В. Анализ отражающих характеристик подстилающих покровов в миллиметровом диапазоне волн. Труды XV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь (КЬЖ>2009)», Воронеж, 2009, том 2, с. 1811-1819.

96. Attema E., Kuilenburg J. Short range vegetation scatterometry // Proc. Of URSI Comm. II Spec. Meeting Microwave scattering and emission from the Earth, 23-26 Sept, 1974. Bern, 1974

97. Beard C.J. Coherent and incoherent scattering of microwaves from the ocean // IRE Trans. Antennas and Propag. 1961. - 9, №5. - P. 470^183.

98. Beckman P., Spizzichino A. The scattering of electromagnetic waves from rough surfaces. London: Pergamon press, 1963. — 303 p.

99. Birrer I. J., Bracalente E. M., Dome G. J., Sweet J., Berthold G. a Signature of the Amazon Rain Forest Obtained from the Seasat Scatterometer // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. — 1982. -20, №1.

100. Bostian C.W., Allnutt J.E. Proc.IEE, v.126, n.10, p. 951,1979.

101. Bush T., Ulaby F. Radar return from a continuous vegetation canopy // IEEE Trans., Antennas and Prop. AP-24, №3, 1976.

102. Currie N.C., Echard J.D., Gary M.J., Green A.H. Milimeter Wave Measurements and Analysis of Snow-Covered Grond // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. 1988. - 26, №3

103. Diworth I.J., Evans B.Q. URSI Com.F, Lennoxville, p.5.2.1, 1980.

104. Evans D.L.; Farr T.G.; van Zyl, J.J.; Zebker H.A. "Radar polarimetry: analysis tools and applications". IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 26, no. 6, p. 774-789, 1988.

105. Falcone V. Atmospheric Attenuation of Millimeter Waves. EASCON-79, Conf. Rec., p. 36-41.

106. Fedi F. Attenuation due to Rain on a Ferrestrial Paff. Alta Freguenza. Vol XLVIII, №4, April 1979, p. 167-184.

107. Felix K., Edmond J. Violette, Richard H. Espeland. Millimeter-wave Propagation in Vegetation: Experiments and Theory // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. — 1988. — 26, №3.

108. Frebits X. Nayes. Mm Wave Reflectivity of Land and Sea. Microwave Journal, 1978, vol. 21, №8.

109. Haddock T.F.; Ulaby F.T. 140-GHz Scatterometir System And Measurements Of Terrain // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. 1990.-28, №4

110. Hogg D., Ja-Shing Chu. The Role of Rain in Satellite Communications. Proceedings of the IEEE. September 1975, vol. 63, №9, p. 1308-1331.

111. Jay Kyoon Lee, Jin Au Kong. Active Microwave Remote Sensing of an Anisotropic Random Medium Layer // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. 1985. - 23, №6.

112. KheiraIIan H. Application of Synthetic Storm Data to Evaluate Simpler Techniques for Predicting Rain Attenuation Statistics, Ann. Telecommung, 35, №11-12, 1980, p.456-462.

113. Knax J. Millimeter Wave Propagation in Smoke. EASCON-779, Conf. Rec., p. 357-361.

114. Kuga Y., Zao H. "Experimental Studies of the Phase Distribution of Two Copolarized Signals Scattered from Two-Dimensional Rough Surfaces". IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 34, no. 2, p. 601-603, 1996.

115. Kulemin G.P., Lutsenko V.L. Microvave Scattering from the Sear Surface. Telecommunications and radio engineering, 1997, no. 2-3, pp. 2546.

116. Loor G., Jurriens A., Graverteijn B. The radar backscatter from selected agricultural crops // IEEE Trans., Geoscience and Electr. GE-12, 1974.

117. Mie G. Beitrage zur optik truber medien speziel kolloidaler metallosungen. Annalen Physik, 1908, v. 25, N 4, p. 377-445.

118. Narayanan R.M., Borel Ch. C. Mcintosh. Radar Backscatter characteristics of trees at 215 GHz // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. 1988. - 26, №3.

119. Neves J., Watson P.A. URSI, Com.F, Open Symposium, Pre-prints of papers, Lennoxville, Canada 26-30 May 1980, p.5-11.

120. Oguchi T. Journ.Radio Res.Lab., v. 109, 165-211, 1975.

121. Polat Kaya. A Model for Calculating the Depolarization of Microwave Propagation through Rain. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. Vol. AP-28, №2, March 1980, p. 154-160.

122. Pontes M. A Method to Estimate Statistics of Rain Depolarization. Ann. Telecommunic., 32, №11-12, 1977, p. 372-376.

123. Radar-77. International Conference, 25-28.10.1977, p. 559-563.

124. Sarabandi K., Oh Y., Ulaby F.T. "Polarimetric radar measurements of bare soil surfaces at microwave frequencies", in IEEE Geosci. Remote Sensing Symp., Espoo, Finland, June 1991, p. 387-390.

125. Shkarofsky I.P. EEEB Trans. Ant. Prop., v. AP-27, n.4, 538-542, 1979.

126. Taylor R. Terrain return measurements at X, Ku and Ka band // IRE Nat. Gonv. Rec. 19, 1959.

127. Ulaby F. Radar Responce to Vegitation // IEEE Trans., Antennas and Prop. AP-23, №1, 36, 1976.

128. Ulaby F. Vegetation and Soil backscatter over the 4-18 GHz region // Proc. Of URSI Comm. II Spec. Meeting "Microwave scattering and emission from the Earth, 23-26 Sept, 1974. Bern, 1974.

129. Ulaby F., Elachi C., "Radar Polarimetry for Geosci. Applications". New York: Artech House, 1990.

130. Ulaby F., Fawwaz T. Stiles, W. Herschel Abdelrazik, Mohamed. Snowcover Influence on Backscattering from Terrain // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. 1984. - 22, №2.

131. Ulaby F.T., Wilson E.A. Microwave Attenuation Properties of Vegetation Canopies // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. — 1985. -23, №5.

132. Ulaby F.T.; Held D.; Dobson M.C.; McDonald K.C.; Senior, T.B.A.

133. Relating Polaization Phase Difference of SAR Signals to Scene Properties". IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. GRS-25, no. 1, p. 83-93, 1987.

134. Valentin R. Calculation of the Cross-Polarization Discrimination for a Given Rain Rate. Ann. Telecommung, 36, №1-2, 1981, p. 79-81.

135. Whitt M.W., Ulaby F. "Millimeter-Wave Polarimetric Measurements of Artificial and Natural Targets". IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 26, no. 5, p. 562-573, 1988.

136. Williams L.D., Birnie R.V., Gallagher J.G. Millimeter wave backscatter from snowcove: Int. geosci and remote sens symp. (IGARSS'85). — Oct. 7 -9, 1985. 2.-c. 842-847.

137. Yamanov A. Polarization Characteristics of underlying Covers in Millimeter-Wave. "Signal prossesing symposium SPS 2009", Jachranka Village, May 28-30, 2009. Warsaw University of Technology Institute of Electronic Systems, 2009, p. 420-425.