Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах Филёв Александр Борисович

Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах
<
Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Филёв Александр Борисович. Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.16.- Тула, 2003.- 151 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/3201-4

Содержание к диссертации

Введение

1. Разработка методики аналитической оценки рассеивающих свойств объектов и статистически неровной поверхности 11

1.1. Анализ оператора рассеяния объекта локации как основного элемента информационного канала РТ ИИС 11

1.2 Анализ современных методов оценки рассеивающих свойств объектов сложной формы 14

1.3. Синтез математической модели поля рассеяния малоразмерного объекта и статистически неровной поверхности 19

1.4 Определение связи параметров сигнала принимаемого РТ ИИС с физическими характеристиками неподвижных объектов 33

1.5. Вероятностные характеристики сигнала при случайном угле наблюдения объекта 39

1.6 Оценка характеристик рассеяния колеблющегося объекта, расположенного на границе раздела двух сред 46

Выводы 50

2. Методика и результаты экспериментального исследования рассеивающих свойств объектов и подстилающей поверхности 53

2.1. Исследования характеристик обратного рассеяния объектов методом моделирования 53

2.2. Методика и аппаратура, используемые для проведения натурных измерений рассеивающих свойств ОСК подстилающей поверхности . 71

2.3. Методика и аппаратура для статистической обработки результатов натурных измерений 79

2.4. Анализ результатов натурных измерений отражающих свойств и поляризационных характеристик объектов и подстилающей поверхности

Выводы 96

3. Оценка влияния отражающих свойств объектов и подстилающей поверхности на характеристики радиотехнических информационно-измерительных систем 9/

3.1. Оценка влияния отражающих свойств подстилающей поверхности на структуру обнаружителя сигналов 9?

3.2. Оценка влияния отражающих свойств объекта на характеристики его обнаружения радиотехнической информационно-измерительной системой 100

3.3. Алгоритмы и устройства адаптивного подавления флуктуации сигнала от подстилающей поверхности 106

3.4. Вероятностная модель флуктуации пеленга объекта Но

3.5. Анализ влияния отражающих свойств объекта на характеристики ошибок пеленга в РТ ИИС 120

Выводы 134

Заключение 136

Литература 139

Синтез математической модели поля рассеяния малоразмерного объекта и статистически неровной поверхности

Во вторую группу входят модели, опирающиеся на геометрические модели цели, суть которых состоит в приведении аналитической модели цели к фацетной, т.е. состоящей из совокупности плоских ячеек с известной функцией рассеяния. Особенностями этой группы моделелей является наиболее значительные ресурсы вычислительных средств, для достижения приемлемой точности вычислений, а также высокая квалификация разработчика ЗБ-модели ОЛ. Наиболее известной моделью этого класса следует считать методику «RECOTA», однако ее существенные методические ограничения не позволяют в полной мере считать ее пригодной для широкого круга радиолокационных задач. В данной работе, рассматривается объектно-ориентированная модель вторичных полей рассеяния объектов сложной пространственной конфигурации, также основанная на «фацетном» представлении геометрической модели (ГМ) объекта и значительно превосходящая по своим функциональным возможностям указанную программу.

В качестве методологической основы рассматриваемых в данной работе моделей вторичного излучения целей используется наиболее универсальным и поэтому наиболее эффективный метод анализа дифракционных полей рассеяния коротких радиоволн - метод физической теории дифракции (ФТД), разработанный П.Я.Уфимцевым [57]. С помощью этого метода удается учесть в общем поле рассеяния вклад от ребер и двугранных вогнутых структур. Универсальность этого метода достаточно хорошо обсуждена в классических работах [13,14,19,60-63], в которых в частности показано, что интеграл Кирхгофа по поверхности рассеивателя соответствует геометрооп-тическому, т.е. нулевому приближению краевой задачи дифракции [59]. Учет первой краевой волны методами Франца [6], Браунбека [60], Уфимцева [6, 57] соответствует первому члену асимптотически точного решения.

Наиболее полно связь асимптотических методов и методов ФТД установлена в работах П.Я. Уфимцева [57]. В этих же работах анализируется положение геометрической теории дифракции (ГТД) Келлера относительно токовых методов, где показаны неоспоримые преимущества токовых методов перед ГТД особенно в переходных каустических и фокальных областях [57]. Асимптотически - итерационный характер метода ФТД особенно удобен с точки зрения дальнейшего развития в сторону повышения точности оценки полей рассеяния ОЛ. Единая интегральная форма волновых полей позволяет использовать единые алгоритмы и численные методы.

Общим недостатком всех физических моделей является неконтролируемая точность моделирования полей и при этом неизвестны пределы изменения параметров электродинамической ситуации. Поэтому основными критериями адекватности таких моделей служат сопоставления результатов моделирования либо с результатами достоверного эксперимента [57,60,61,73,74], либо с результатами точного (или асимптотически точного) аналитического решения, в котором погрешность вычислений является функцией относительной длины волны 1/А,, где 1 - характеристический размер рассеивателя (радиус корреляции).

В основе каждой модели помимо электродинамических аспектов лежат технологические расчеты объекта сложной пространственной конфигурации. Так, например, для модели "блестящих" точек необходимо знание их относительного расположения, а для лучевых моделей необходима информация о нормали в каждой точке рассеяния. От уровня сложности топологии объекта зависит выбор модели и ее реализация в виде алгоритмической процедуры.

Современный уровень развития вычислительной техники открывает возможность применения универсальных методов ФТД к расчету полей рассеяния объектов сложной технологии. При этом можно использовать геометрическую модель цели, достаточно точно апроксимирующую реальный объект. В этом случае возникает потребность в решении альтернативных проблем типа: какова необходимая степень детализации геометрического образа цели, чтобы вычислительные затраты и объем занимаемой оперативной памяти ЭВМ были приемлемыми [98].

Результатом решения такой проблемы было построение удобной аналитической модели объекта сложной топологии состоящей из совокупности дискретных элементов, представляющих собой плоскости двух типов и поверхностей второго порядка [80] или их частей, соответствующим образом пристыкованных друг с другом. Эта модель оказывается очень удобной для решения прямых задач электродинамики, т.е. при заданной геометрии рассеивающего объекта определить дифракционное поле. Поскольку в лазерном диапазоне, где впервые была использована модель, несущественны такие эффекты как рассеяние на ребрах и двугранных вогнутых структурах, то для рационального применения этой модели в задачах электродинамики необходима ее модернизация. Использование такой аналитической модели позволяет полностью алгоритмизировать наиболее универсальный, среди всех эвристических, метод ФТД и сделать качественный шаг в исследовании полей рассеяния коротких волн на О Л сложной формы.

Таким образом, алгоритмизация универсального электродинамического метода ФТД на основе кусочно-аналитической модели геометрического образа объекта позволяет рассчитывать входные сигналы радиолокационных систем любого класса и назначения.

Статистически неровная поверхность Z разделяет две диэлектрические среды: верхнюю, которая является воздушной, и нижнюю, которая является земной или водной. Среды характеризуются магнитными JUQ, /и\, диэлектрическими Єо, Є\ проницаемостями и проводимостями р0, р\. С поверхностью формулы Z связана основная прямоугольная система координат Oxyz, координатная плоскость Оху которой совпадает со средней плоскостью z=0 статистически неровной поверхности. Ось Oz направлена из нижней среды в верхнюю.

На оси Oz в точке А (О, О, Z0) расположена РТ иис, имеющая узкую диаграмму направленности приемо-передающей антенны. РТ ИИС облучает малоразмерную цель, расположенную на неровной поверхности. По сравнению с длиной X падающей радиоволны, расстояние между РТ ИИС и малоразмерным объектом весьма велико, так что РТ ИИС относительно ОЛ находится в дальней зоне [57, 61]. Отраженный от тела сигнал принимается этой же РТИИС.

Задача РТ ИИС состоит в том, чтобы облучить малоразмерную цель и принять отраженный от нее сигнал. Поэтому можно считать, что ось диаграммы направленности приемо-передающей антенны направлена примерно на ОСК. Вместе с целью РТ ИИС облучает и некоторую часть неровной поверхности. Следовательно, отраженный сигнал должен рассматриваться как сумма двух сигналов: сигнала, отраженного от ОСК, и сигнала, отраженного от облученного участка неровной поверхности.

Ввиду того, что объект является малоразмерным, можно считать, что слагаемые суммарного сигнала не оказывают друг на друга никакого влияния: сигнал, отраженный от объекта, приходит таким, как если бы неровная поверхность, окружающая его, отсутствовала, сигнал, отраженный от участка неровной поверхности, окружающей ОСК, приходит таким, как и в отсутствие тела.

Оценка характеристик рассеяния колеблющегося объекта, расположенного на границе раздела двух сред

Для решения задачи идентификации малоразмерных объектов, находящихся на границе раздела двух сред, на основе анализа отраженных радиолокационных сигналов необходима разработка вероятностных моделей, параметры которых связаны математическими зависимостями с физическими параметрами объектов. Универсальным методом решения этой задачи следует считать использование векторизованной формулы Грина, которая представляет собой интегральную форму записи системы уравнений Максвелла и описывает универсальным способом задачи макроскопической электродинамики, учитывая поведение ЭМП на границе раздела сред, что позволяет рассчитывать как поле, отраженное от МЦ, так и поле, отраженное от статистически неровной поверхности, на которой расположена цель.

Получены базовые выражения, описывающие поля сигналов, отраженных от статистически неровной поверхности, на основе векторизованной формулы Грина для основной и перекрестной поляризации. При этом поверхность была представлена в виде суперпозиции крупномасштабных и мелкомасштабных составляющих в широком диапазоне углов визирования. Случайные процессы для квадратурных составляющих отраженного сигнала описаны обобщенной вероятностной моделью, имеющей пять параметров, и показано, что параметры s0, (р0 определяют детерминированную, а параметры а0,о;г- флюктуирующую составляющую поля.

Получена совокупность выражений, позволяющая связать модельные параметры с физическими параметрами в, /л подстилающей поверхности, а также геометрическими параметрами и углами ориентации (3 участков поверхности малоразмерного тела, углами сканирования /Зо и расстоянием RQ до цели.

Проведен расчет отраженного поля на основе представления малоразмерной цели в виде суперпозиции двух эллиптических цилиндров, центральные оси которых взаимно перпендикулярны и определены зависимости математических ожиданий квадратурных составляющих от параметров РЛС, геометрии облучения цели и физических параметров модели. Представлены выражения для расчета детерминированной составляющей поля so и отношения детерминированной составляющей к дисперсии s0/ о1 в зависимости от физических параметров объектов и параметров РЛС. Определена зависимость so от поляризации поля и учтено ее влияние на характеристики квадратурных составляющих сигнала.

Определены базовые выражения для математического ожидания, дисперсии и корреляционного момента квадратурных составляющих и, на их основе, для модели цели в виде эллиптического цилиндра, получены аналитические соотношения, позволяющие рассчитать параметры тх, ту, ах, оу, кху в зависимости от физических параметров модели.

Проведен анализ особенностей флюктуации ЭПР колеблющегося отражателя, находящегося на границе раздела двух сред. Установлено, что зависимость среднего значения ЭПР от угла скольжения определяется законом перемещения цели и типом подстилающей поверхности. ЭПР цели у поверхности раздела может, при определенных углах скольжения, в 4-5 раз превышать ЭПР цели в свободном пространстве (на примере прямоугольной пластины). Из анализа рассеянного поля следует, что информация, заложенная в амплитудной и фазовой модуляциях отраженного сигнала, определяется амплитудной вибрацией конструктивных элементов движущегося объекта. Эффект усиления обратного рассеяния волн на телах, расположенных вблизи границы раздела сред, обуславливается интерференцией когерентно отраженных волн для "гладких" поверхностей и совместным действием когерентной и диффузной составляющих для шероховатой поверхности. 7. Результаты проведенных исследований устанавливают новые научные данные о закономерностях, связывающих электромагнитные поля, отраженные от малоразмерных целей, с их физическими и геометрическими параметрами, а также об особенностях формирования поля, рассеянного целью, находящейся на границе раздела двух сред, с учетом динамики движения ее центра масс и вибраций конструктивных элементов. Для моделирования на ЭВМ ЭПР сложных целей необходимо введение этапа уменьшения сложности цели до уровня, когда последующие расчеты становятся легко выполнимы. Упрощение геометрии цели осуществляется путем замены реальных элементов цели на подобные, но хорошо изученные с точки зрения отражения. Имея масштабную модель цели, можно получить ее изображение на экране дисплея, а затем заменить ее двумя изображениями: первое изображение - для расчета ЭПР, в котором объект представляется набором кубических элементов, а второе - для определения хода лучей, в котором объект представлен только плоскими гранями. Лучшим методом, реализующим принципы компьютерной графики, является метод трассирования луча [57], идея которого заключается в простом отслеживании траектории лучей, проходящих через цель, от источника облучения до наблюдателя. В результате, с учетом отражения и преломления лучей при их встрече с поверхностями цели, для каждого элемента изображения получают набор траекторий - дерево лучей. Для расчета величины и направления отраженных лучей используется метод геометрической оптики [57].

Методика и аппаратура, используемые для проведения натурных измерений рассеивающих свойств ОСК подстилающей поверхности

Адекватное описание отражающих свойств наземных объектов в СВЧ диапазоне методами электродинамики является достаточно сложным в силу их геометрической сложности. Наличие нескольких разнесенных в пространстве доминирующих отражателей с различными поляризационными характеристиками в сочетании с отражениями от мелких деталей объекта при многократности отражений существенно усложняет не только электродинамические, но и математические [60] модели (например, модель "блестящих точек"), применение которых требует значительных затрат времени ЭВМ [82] и наличия экспериментальных данных о ПХ моделируемых объектов для настройки модели [83]. Учет динамических свойств поляризационной матрицы рассеяния объекта в таких моделях также является нетривиальной задачей.

Теоретическим путем могут быть определены поляризационные свойства весьма небольшого круга целей, форма и материал которых допускают строгое решение граничных задач электродинамики [85,87]. Вследствие этого на первый план выступают экспериментальные способы определения ПХ радиолокационных целей и подстилающих поверхностей. Экспериментальные результаты, с одной стороны, позволяют правильно интерпретировать основные теоретические выводы и, с другой - получить такую информацию о целях, какую невозможно получить при теоретическом анализе. В настоящем разделе приведены результаты экспериментальных исследований по определению поляризационных свойств некоторых типов радиолокационных целей и подстилающих поверхностей в сантиметровом диапазоне длин волн. Проведение экспериментальных исследований предусматривает решение нескольких задач: - разработка аппаратуры и методики проведения экспериментальных исследований; - разработка алгоритмов обработки экспериментальных данных; - анализ и интерпретация полученных данных измерений; - исследование корреляционных свойств измеренных поляризационных характеристик. Для измерений рассеивающих свойств малоразмерных целей и подстилающих поверхностей в сантиметровом диапазоне длин волн использовался радиолокационный измерительный комплекс. Структурная схема комплекса приведена на рис. 2.13. Комплекс включал в свой состав измерительную установку, а также измерительно-управляющую ПЭВМ и мноканальный шлейфовый осциллограф НО-115. Измерительная установка предназначалась для формирования импульсного или непрерывного зондирующих радиолокационных сигналов с определенным видом поляризации, одновременного приема по двум каналам и амплитудного детектирования сигналов с взаимноортогональными поляризациями, отраженных от объектов. Аппаратура измерительной установки обеспечивала ряд возможностей: - оперативного изменения вида поляризации зондирующего сигнала ("вертикальная", "горизонтальная", поочередно "вертикальная/горизонтальная"); - прямого контроля уровня мощности, спектра зондирующего сигнала и чувствительности приемных устройств; - одновременного приема по двум каналам сигналов с линейными ортогональными поляризациями. Измерительная установка имела в своем составе передающий и два приемных канала. Технические характеристики используемой аппаратуры приведены в табл.2.5. В тракте питания передающей антенны использовался круглый волновод для обеспечения возможности работы антенны с сигналами двух ортогональных поляризаций. В качестве передающего устройства использовались два идентичных передающих канала, включающие в свой состав генератор сигналов ГК6-5 с выходным усилителем мощности УК 3-1. Передающее устройство обеспечивало формирование импульсных или непрерывных высокочастотных сигналов с возможностью перестройки несущей частоты в широком диапазоне частот. Излучение выбранного вида поляризации осуществлялось при подаче синхронизирующих импульсов запуска на один из генераторов сигналов ГК6-5, с выхода которых сигналы после усиления усилителями мощности поступали на циркулятор на прямое или боковое плечо волноводного поляризационного двойника и далее в антенну. Мощность сигналов, сформированных усилителем мощности УК 3-1, контролировалась измерителем мощности МЗ-55 через волноводный переключатель АНТЕННА-КОНТРОЛЬ. После приведения мощности сигналов на выходе усилителя мощности встроенным аттенюатором к заданному уровню, антенна ориентировалась в направлении объекта. Вращающееся устройство обеспечивало возможность изменения поляризации в линейном базисе от вертикальной к горизонтальной поляризациям с дискретностью изменения угла наклона вектора поляризации 15. Частотная и временная характеристики выходных сигналов контролировались осциллографом С1-65 и спектроанализатором.

Отраженные от облучаемой площадки с различными характеристиками покровов (снег, степная трава) или малоразмерных наземных объектов СВЧ-сигналы принимались приемной измерительной антенной П6-23 также с поворотным и вращающимся устройствами, через волноводный частотный фильтр и разделитель поляризации поступали на приемные устройства.

В качестве приемных устройств использовались импульсные супергетеродинные приемники с усилителями промежуточной частоты П5-34, П5-35, входящие в состав измерительного комплекса ПЭК-1А.

Выделение огибающих радиоимпульсов производилось на квадратичных детекторах с последующим усилением в видеоусилителях. Продетекти-рованный и усиленный видеосигнал регистрировался в аналоговом виде многоканальным шлейфовым осциллографом Н-115 и параллельно поступал на измерительно-управляющую ЭВМ (ИУЭВМ), обеспечивающую синхронное измерение и регистрацию до 8 внешних сигналов выходной информации измерительной установки в цифровом виде.

Укрупненная структура ИУЭВМ приведена на рис. 2.14. Технические характеристики ИУЭВМ приведены в таблице 2.6. ИУЭВМ включала в свой состав: центральный процессор на базе однокристальной микроЭВМ 1816ВЕ39; ПЗУ программ объемом 2 кБ; ОЗУ программ объемом 2 кБ; устройства выборки-хранения (УВХ) для запоминания амплитуды сигналов в стробе дальности; аналоговый коммутатор для подключения выходов УВХ к АЦП; 12-разрядный АЦП для преобразования в цифровую форму сигналов в стробируемых каналах; 8-разрядные АЦП непрерывного преобразования с частотой взятия отсчетов 10 МГц; ОЗУ данных для АЦП непрерывного преобразования объемом 1 кБ; подсистему управления, обеспечивающую управление поляризацией излучения по алгоритму, определяемому программным обеспечением; интерфейс обмена с обрабатывающей ЭВМ с темпом передачи данных до 80 кБ/с. Работа комплекса происходила в несколько циклов: 1. Излучение зондирующего сигнала с вертикальной или горизонтальной поляризациями. Прием отраженных от цели сигналов двумя взаимно ортогональными поляризационными каналами в линейном базисе; 2. Излучение зондирующего сигнала с наклонной под 45 поляризацией. Прием отраженных от цели сигналов также осуществлялся во взаимноор-тогональном линейном базисе, повернутом на 45.

Оценка влияния отражающих свойств объекта на характеристики его обнаружения радиотехнической информационно-измерительной системой

Калибровочная амплитудная характеристика приемников определялась с помощью СВЧ генератора шума, входящего в состав измерительного комплекса ПЭК-1А. Необходимо отметить также, что все измерительные ко-аксиально-волноводные тракты от выхода антенны до входа приемников предварительно калибровались перед проведением измерений в широкой полосе частот. Результаты калибровки учитывались в последующем при вычислении ЭПР целей. Регулировка значений усиления каналов приемных устройств и выбор уровня приема отраженного сигнала осуществлялись встроенными программно-управляемыми аттенюаторами приемников, имеющими динамический диапазон от 0 до 60 дБ с дискретностью 1 дБ.

Калибровка собственно системы измерений заключалась в соответствии с [91,120] в определении калибровочной матрицы А, позволяющей в последующем учесть при обработке результатов измерений ряд погрешностей измерений ПМР, возникающих вследствие: - неортогональности поляризационного базиса приема; - недостаточной развязки между ортогонально-поляризованными приемными каналами; - неидентичности характеристик затухания передающих и приемных каналов; характеристик усиления приемных каналов; величины мощности сигналов, генерируемой передающими устройствами; - возможной пространственной разнесенности передающих и приемных антенных устройств. При калибровке системы производилось п наблюдений по эталонным отражателям (сфере, трехгранному уголковому отражателю), ПМР которых известны. По проведенным измерениям в соответствии с соотношениями, приведенными в [120], рассчитывалась калибровочная матрица А. Выбранный метод калибровки имеет ряд достоинств: - как при излучении, так и при приеме могут использоваться произвольные, в том числе неортогональные поляризации; - амплитуды излучаемых сигналов различных поляризаций могут отличаться друг от друга; - характеристики приемных каналов могут быть неидентичны ми;предъявляются менее жесткие требования к развязке между ортогональ но-поляризованными каналами антенно-волноводного устройства. Указанное существенно упрощает изготовление и настройку измерительной установки и дает возможность использования при измерениях любых поляризаций независимо от того, в каких базисах необходимо получить матрицы рассеяния исследуемых целей. ЭПР целей определялась методом относительных измерений [114], который заключается в сравнении уровней сигналов, отраженных от эталона U3T и от цели иц. При проведении измерений также производилась компенсация фоновых отражений. За основу метода компенсации фоновых отражений был выбран некогерентный метод компенсации помех, основанный на вычитании из совокупности отраженных сигналов от объекта и фона сигналов, отраженных только от фона. При этом при проведении измерений объект локации размещался на однородном фоне (степная трава), а вычитание производилось на этапе обработки полученных результатов. Для проведения экспериментальных исследований привлекались следующие объекты локации: автомобиль УРАЛ-375 с кузовом типа "Кунг"; артиллерийский тягач АТС; тягач аэродромный шестиосный; боевая машина пехоты БМП-2. Для организации связи использовались радиостанции Р-157 (2 шт.), визуальное наблюдение объектов локации осуществлялось с помощью трубок холодного прицеливания (ТХП), установленных на антеннах измерительного комплекса. Местность, на которой располагались объекты локации, при проведении экспериментальных исследований в различных климатических условиях года, имела следующие характеристики: фон 1 - степь, покрытая снежным покровом толщиной 1СМ-15 см, над снегом имеются отдельные травяные образования прошлогодней травы высотой 5-И 0 см; -79 фон 2 - весенний травяной покров: молодая трава высотой 5-е-8 см с отдельными кустиками прошлогодней травы высотой 15ч-20 см; фон 3 - осенний покров: сухая трава высотой 20- 35 см с очагами молодой низко стелющейся травы высотой 3- 5 см. Порядок проведения эксперимента: 1). Объект локации устанавливался неподвижно на дальность локации. Ось объекта ориентировалась в направлении на измерительный комплекс (ракурс "0"). 2). Устанавливался один из следующих режимов работы аппаратуры ПРИК: "Излучение", "Поляризация Г/В" или "Поляризация ПУЛ". 3). С помощью поворотного устройства антенна комплекса наводилась на объект локации. Точность наведения контролировалась визуально в ТХП. 4). В соответствии с дальностью до объекта локации устанавливалось положение сигнала "Строб Д". 5). ИУЭВМ переводилась в режим визуализации сигналов. На экране дисплея ПЭВМ наблюдались текущие значения отсчетов регистрируемых сигналов, отраженных от объекта локации. 6).Затем ИУЭВМ переводилась в режим записи сигналов. На НЖМД ПЭВМ контролировалось появление нового файла данных. Параллельно сигнал регистрировался мноканальным шлейфовым осциллографом. Обработка принимаемых сигналов для извлечения поляризационной информации осуществлялась аппаратурой обработки экспериментальных данных, включающей в свой состав обрабатывающую ПЭВМ (ОЭВМ) и программное обеспечение. Характер, объем, алгоритмы обработки данных как для миллиметрового, так и для сантиметрового диапазонов длин волн в основном аналогичны и имеют особенности, связанные с номенклатурой определяемых поляризационных параметров. В качестве обрабатывающей ПЭВМ использовалась ПЭВМ следующей конфигурации: процессор типа Intel 486 с тактовой частотой 30 МГц; объем ОЗУ - 1 МБ; НЖМД емкостью 40 МБ; НГМД емкостью 1,4 МБ; цветной дисплей типа SVGA 14"; принтер EPSON LX-100. Для поддержки аппаратуры обработки экспериментальных данных использовалось специальное программное обеспечение, предназначенное для обработки записанных ранее на магнитном носителе данных видеосигналов с целью определения поляризационных характеристик объектов локации. Для каждого приемного канала измерительной установки в памяти ОЭВМ хранилась амплитудная характеристика данного приемника, измеренная на этапе калибровки. Данные измерений, поступающие от ИУЭВМ (АРЭД), подвергались обработке по следующему алгоритму: 1. Пересчет кодов АЦП с учетом калибровочной характеристики приемника к входу приемного устройства (расчет мощности сигнала на входе РЛС); 2. Коррекция данных с учетом КСВ тракта передатчика для различных поляризаций излучения; 3. Коррекция данных с учетом измерений калибровочной матрицы системы измерений по эталонному отражателю; 4. Нормировка данных по дальности (учет зависимости мощности входного сигнала от дальности до объекта); 5. Пересчет данных в единицы измерения ЭПР объекта по результатам измерений ЭПР эталонного калибровочного уголкового отражателя; 6. Пересчет данных в единицы измерения поляризационной матрицы рассеяния объекта. Приведенный алгоритм позволял учесть все систематические погрешности измерительной системы. Данный алгоритм был реализован в программном обеспечении ОЭВМ в виде стандартной процедуры, использующей хранимые на магнитном диске результаты калибровочных измерений. Данная процедура автоматически инициировалась при операциях доступа к данным измерений.

Похожие диссертации на Методы аналитической оценки и измерения отражающих свойств объектов сложной конфигурации в информационно-измерительных системах