Радиофизические методы и алгоритмы измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Введение.

Глава 1. Разработка методов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

1.1. Методы измерений характеристик рассеяния объектов. Проблемы формирования плоского поля облучения. Задачи исследований.

1.1.1. Характеристики рассеяния объектов.

1.1.2. Методы измерений характеристик рассеяния объектов

1.1.3. Проблемы формирования плоского поля облучения объектов. Задачи исследований.

1.2. Метод радиоголографических измерений в квазиплоском поле облучения, основанный на допущении постоянства локальных коэффициентов отражения поверхности объектов.

1.3. Метод многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

1.4. Критерий оценки качества радиоголографических измерений характеристик рассеяния объектов сложной формы.

Выводы по главе.

Глава 2. Моделирование процесса радиоголографических измерений характеристик рассеяния объектов сложной формы в квазиплоском поле облучения.

2.1. Общая характеристика задачи.

2.2. Модель формирования квазиплоского поля облучения.

2.3. Модель рассеивающего объекта сложной формы.

2.4. Модель процесса формирования и регистрации радиоголограммы объекта. Модель процесса измерений.

2.5. Задание геометрии моделей объектов в модели процесса измерений

2.6. Алгоритм моделирования процесса измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения методом многоугловых измерений.

2.7. Исследование возможностей алгоритмов классического и многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

Выводы по главе.

Глава 3. Применение методов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения для повышения информативности коллиматорных измерительных комплексов радиоголографического типа . .>.

3.1. Восстановление РЛИ объектов по радиоголограммам в поле плоской волны.

3.2. Восстановление РЛИ объектов на основе допущения постоянства локальных коэффициентов отражения их поверхности.

3.3. Восстановление РЛИ объектов на основе метода многоугловых измерений.

3.4. Моделирование процесса измерений характеристик рассеяния объектов на коллиматорных измерительных комплексах радиоголографического типа.

3.5. Сравнительная оценка эффективности алгоритмов обработки результатов радиоголографических измерений на коллиматорных комплексах.

Выводы по главе.

Глава 4. Экспериментальное исследование метода многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

4.1. Аппаратное и программное обеспечение процесса измерений.

4.2. Проведение эксперимента и сравнение его результатов с данными математического моделирования.

Выводы по главе.

В последнее время в связи с возросшей актуальностью задач разработки объектов с заданными отражательными свойствами существенно повысились требования к точности и детальности экспериментального исследования характеристик рассеяния - угловых зависимостей эффективной поверхности отражения (ЭПО) объектов и их элементов [1-4].

Задачи измерения характеристик рассеяния объектов возникают при оценке эффективности практических мероприятий по снижению радиолокационной заметности объектов [5-8], получении изображений объектов в интересах решения задач радиолокационного распознавания [9], исследовании качества изготовления различных обтекателей радиоэлектронных устройств. Для этих целей совершенствуются радиолокационные измерительные комплексы (РИК) традиционного типа, основанные на измерениях характеристик рассеяния объектов в дальней зоне радиолокационной станции (РЛС) [1], созданы и совершенствуются системы для измерения характеристик рассеяния объектов в квази- [10] и локально- [11] плоском полях, сформировался новый класс измерительных систем - компактные радиолокационные полигоны [12], в которых измерение характеристик рассеяния производится на расстояниях, соизмеримых с размерами объектов.

Основным условием точного измерения характеристик рассеяния объектов является обеспечение плоского поля облучения [1-4], которое обычно выполняется при наблюдении объектов радиолокационными системами (РЛС). Существующие на практике ограничения на размеры измерительных трасс открытых полигонов [1, 13] и на качество исполнения коллиматорных устройств закрытых полигонов [14-18] позволяют формировать лишь приближенно плоское или квазиплоское поле облучения. Элементы конструкции РИК, участки трасс полигонов вносят искажения в пространственную структуру облучающего поля до 10 и более дБ [2]. Неплоское поле облучения при экспериментальных исследованиях характеристик рассеяния объектов приводит к искажению распределений токов на поверхности объектов по отношению к ситуации облучения их плоской волной и, в конечном счете, к погрешностям измерений, которые в ряде случаев оказываются недопустимыми.

В известной литературе [2, 18, 19] вопрос измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения исследовался с целью анализа погрешностей измерений в статистической [18, 19] или детерминистской постановке [2]. Вопросы поиска способов извлечения неискаженной информации о характеристиках рассеяния объектов в плоском поле по данным измерений в квазиплоском поле облучения не рассматривались. Вместе с тем, задача восстановления характеристик рассеяния объектов в поле плоской волны по данным измерений в квазиплоском поле представляет несомненный интерес, так как ее решение позволит наметить пути повышения информативности существующих измерительных комплексов и разработать принципы построения новых высокоинформативных измерительных систем. Основой решения этой задачи является идея апостериорной обработки результатов измерений.

Известные из литературы [20, 22] способы коррекции результатов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения, направленные на решение задачи восстановления характеристик рассеяния объектов в плоском поле по данным измерений в квазиплоском поле облучения, сводятся, по существу, к использованию допущения неизменности локальных коэффициентов отражения поверхности исследуемых объектов в полосе пространственных частот поля облучения (далее будем называть этот метод методом пространственной фильтрации). Такой подход применен для восстановления диаграммы рассеяния плоской антенны по ее диаграмме, измеренной в поле неплоской волны [20], а также при разработке алгоритмов коррекции результатов измерений радиолокационных характеристик (РЛХ) объектов в неплоском поле с компенсацией реверберационных помех [22]. Алгоритмы, реализующие указанный способ коррекции, позволяют увеличить точность измерений характеристик рассеяния некоторых объектов примерно на порядок. Однако, вопрос применимости таких алгоритмов для измерения характеристик рассеяния объектов сложной, отличающейся от плоской, формы в квазиплоском поле облучения исследовался лишь частично, а более строгие подходы к решению поставленной задачи ранее в литературе не рассматривались.

Таким образом, актуальность задачи проведения теоретических и экспериментальных исследований в области разработки новых высокоинформативных методов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения и алгоритмов апостериорной обработки результатов измерений обусловлена следующими обстоятельствами:

1. Необходимостью уменьшения погрешности оценок получаемых при проведении измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения в случае, если параметры поля в области размещения объектов исследования не в полной мере соответствуют установленному стандарту, а коррекция поля сопряжена с большими техническими трудностями;

2. Обеспечением возможности получения оценок характеристик рассеяния объектов, максимальные геометрические размеры которых превосходят размеры области допустимой неоднородности поля при условии сохранения прежних (определенных для этой области) значений погрешности измерений;

3. Необходимостью проведения измерений и получения оценок характеристик рассеяния объектов с малыми уровнями ЭПО локальных центров отра

2 2 жения(от10" м и меньше);

Цепь работы: обобщение и развитие радиофизических методов и разработка алгоритмов восстановления характеристик рассеяния объектов сложной формы в плоском поле облучения, основанных на апостериорной когерентной обработке данных измерений в квазиплоском поле.

Задачи исследований:

1. Обосновать принципы и разработать новые методы и алгоритмы измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

2. Разработать модели процессов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения и исследовать новые алгоритмы измерений.

3. Разработать алгоритмы измерений характеристик рассеяния объектов на коллиматорных комплексах радиоголографического типа в квазиплоском поле облучения и оценить их точность.

4. Экспериментально исследовать алгоритмы измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

Методы исследования: При решении перечисленных задач использовались методы радиоголографии, решения обратных некорректно поставленных задач, численного решения интегральных уравнений электродинамики, анализа линейных систем, матричной алгебры, векторного анализа, а также метод математического моделирования.

Научные результаты и положения, выносимые на защиту.

1. Метод и алгоритм многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

2. Математические модели процессов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения классическим методом и методом многоугловых измерений.

3. Алгоритм многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов на коллиматорных измерительных комплексах радиоголографического типа в квазиплоском поле облучения.

4. Модель процесса формирования и регистрации радиоголограмм объектов на коллиматорных комплексах радиоголографического типа, учитывающая искажающее воздействие элементов конструкции сканирующего устройства на квазиплоское поле облучения.

5. Результаты сравнительной оценки точности традиционного и новых алгоритмов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения на математической модели процесса измерений.

6. Результаты экспериментального исследования алгоритма многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Метод и алгоритм многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения являются новыми. В отличие от известных, метод позволяет принципиально точно восстанавливать характеристики рассеяния объектов, как с независимыми, так и с взаимодействующими локальными центрами рассеяния в плоском поле по измерениям в квазиплоском поле облучения.

2. Модели процессов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения классическим методом и методом многоугловых измерений являются новыми. В отличие от известных, в рамках моделей, за счет использования интегральных уравнений электродинамики, строго описываются процессы распространения электромагнитного излучения, взаимодействия его с объектами исследования и формирования вторичного поля объектов.

3. Алгоритм многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов на коллиматорных комплексах радиоголографического типа в квазиплоском поле облучения является новым. В отличие от известного, алгоритм позволяет минимизировать влияние элементов конструкции сканирующей системы на точность измерений характеристик рассеяния как простых, так и сложных объектов с сильно взаимодействующими локальными центрами рассеяния.

4. Модель процесса формирования и регистрации радиоголограмм объектов на комплексах радиоголографического типа, учитывающая искажающее воздействие элементов конструкции сканирующего устройства на поле облучения, является новой. В отличие от известных, в рамках модели строго учитывается взаимодействие поля облучения с объектами.

5. Экспериментальное исследование алгоритма многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения проведено впервые.

Практическая значимость полученных результатов состоит в следующем:

1. Математическая модель процесса измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения позволяет проводить исследования, направленные на оценку влияния параметров квазиплоского поля облучения на точность измерений характеристик рассеяния объектов различными методами.

2. Математическая модель процесса измерений характеристик рассеяния объектов на коллиматорных комплексах радиоголографического типа в квазиплоском поле облучения позволяет прогнозировать изменение технических характеристик измерительных систем за счет использования новых методов измерений, более совершенных элементов и способов построения измерительных схем.

3. Алгоритм многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов на коллиматорных комплексах радиоголографического типа в квазиплоском поле облучения обеспечивает проведение измерений характеристик рассеяния объектов с минимизацией влияния искажающего воздействия элементов конструкции сканирующей системы на точность получаемых результатов.

4. Пакет прикладных программ, созданный с целью обеспечения возможности экспериментального исследования на РИК "Сектор" 5 ЦНИИИ МО РФ алгоритма многоугловых измерений, позволяет осуществлять автоматизированный съем и первичную обработку измерительной информации при регистрации радиоголограмм объектов, исследовании диаграмм обратного рассеяния объектов и диаграмм направленности антенн. Информация записывается в виде, пригодном для обработки на ЭВМ согласно классическим и разработанным алгоритмам измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

Достоверность полученных результатов обусловлена совпадением результатов математического моделирования в частных случаях с экспериментально полученными или известными данными, последовательным выводом полученных математических выражений из достаточно общих, не вызывающих сомнений исходных положений, данными математического моделирования, а также корректным применением адекватных теоретических методов.

Разработанные математические модели процессов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения, на коллиматорных комплексах радиоголографического типа в квазиплоском поле облучения могут быть использованы при проведении дальнейших исследований в соответствии с предполагаемыми работами по расширению информативности измерений.

Основные результаты диссертационных исследований автора опубликованы в 12 статьях (из них две - в центральной печати), трех отчетах о НИР "Обработка", проводимой в 5 ЦНИИИ МО РФ в 1999-2002 гг., обсуждены на шести конференциях: VI Международная научно-техническая конференция "Радиолокация, навигация и связь", г. Воронеж, 2000 г.; X Международная конференция по спиновой электронике и гировекторной электродинамике (X International conference on spin-electronics and gyrovector electrodynamics), Москва (Фирсановка), 2001 г.; Всероссийская научно-техническая конференция 5 ЦНИИИ МО РФ, Воронеж, 2000 г.; Всероссийская научно-практическая конференция Воронежской высшей школы МВД России "Охрана-99", Воронеж, 1999 г.; научно-технические конференции аспирантов, адъюнктов и молодых ученых 5 ЦНИИИ МО РФ 2000, 2002 гг. (в 2002 г. доклад был удостоен первой премии), а также внедрены в виде специального программного обеспечения процесса радиоголографических измерений, измерений диаграмм обратного рассеяния объектов и диаграмм направленности антенн на РИК "Сектор" 5 ЦНИИИ МО РФ.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Впервые на РИК "Сектор" 5 ЦНИИИ МО РФ экспериментально исследован алгоритм многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения. Получено уменьшение погрешности измерений примерно в три раза по сравнению с классическим методом измерений в квазиплоском поле.

2. Разработана прикладная программа автоматизированного управления процессом измерений, обеспечивающая возможность практического исследования характеристик рассеяния объектов методом многоугловых измерений.

3. Подтверждена адекватность разработанного в п. 3.4 алгоритма моделирования процесса формирования радиоголограммы объектов сложной формы на коллиматорном измерительном комплексе с планарным сканированием путем сравнения результатов непосредственного измерения с результатами расчета АФР радиоголограммы объекта в виде двугранного уголкового отражателя.

132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе исследованы подходы к решению задачи извлечения неискаженной информации о характеристиках рассеяния объектов в поле плоской волны по измерениям в квазиплоском поле облучения. Разработанные модели процессов измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения позволили в ряде случаев решить задачу оценки влияния параметров поля облучения на точность измерений, оценить область применимости известных алгоритмов коррекции и эффективность нового, предложенного в работе метода многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения.

В процессе выполнения работы получены следующие основные результаты:

1. Обоснован путь снижения погрешностей измерений за счет применения апостериорной когерентной обработки результатов с учетом информации о пространственной структуре поля облучения и общих рассеивающих свойств объектов на основе анализа способов повышения точности измерений характеристик рассеяния. По итогам рассмотрения прямых и косвенных методов измерений характеристик рассеяния объектов в качестве наиболее информативного признан радиоголографический. Определен критерий качества измерений характеристик рассеяния на основании анализа подходов к сравнению изображений.

2. Разработаны новые метод и алгоритм измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения, который, в отличие от известных, позволяет оценивать характеристики рассеяния объектов, как с независимыми, так и с взаимодействующими локальными центрами рассеяния в поле плоской волны по измерениям в квазиплоском поле облучения. Метод заключается в проведении двух серий радиоголографических измерений при различных направлениях облучения объектов, количество которых определяется шириной пространственного спектра поля и размерами объектов и решении системы уравнений наблюдения. Известными в системе уравнений являются изображения объекта в квазиплоском поле, а в качестве неизвестных выступают изображения, которые формировались бы при облучении объекта плоскими волнами с различных направлений.

3. Разработана модель процесса измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения на основе алгоритмов численного решения интегральных уравнений, алгоритмов численного решения обратных задач и аппарата теории матриц. В отличие от известных, в рамках модели строго описываются процессы формирования поля облучения объекта, взаимодействия его с объектами исследования и формирования вторичного поля объекта. На ее основе разработан алгоритм моделирования процесса формирования радиоголограммы объектов сложной формы на коллиматорном измерительном комплексе с планарным сканированием.

4. Сформулированы рекомендации по использованию метода многоугловых измерений в зависимости от условий применения: метод многоугловых измерений целесообразно использовать при условии, что НСКО представления квазиплоского поля облучения на пространственном интервале периодического продолжения волнового фронта набором базисных плоских волн не превышает 0.05. Погрешность алгоритма измерений при этом не превышает погрешности представления квазиплоского поля облучения. Установлено, что даже при минимальном количестве направлений облучения алгоритм многоугловых измерений обеспечивает увеличение точности восстановления характеристик рассеяния объектов, как с независимыми, так и с взаимодействующими локальными центрами рассеяния в 5 - 10 раз по отношению к классическому алгоритму измерений в квазиплоском поле.

5. Обобщен на двумерный случай известный алгоритм восстановления РЛИ объектов по радиоголограммам, синтезированным в условиях искажения плоского поля облучения элементами конструкции сканирующей системы. В основу алгоритма положено допущение о связи падающего и рассеиваемого объектом полей через локальные коэффициенты отражения картинной плоскости объектов. Установлена область применимости алгоритма коррекции: плоские объекты и объекты протяженностью до трех длин волн в направлении облучения. Погрешность измерений за счет применения алгоритма снижается в 2 . 10 раз по отношению к классическому методу измерений.

6. Впервые экспериментально исследован алгоритм многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения на РИК "Сектор" 5 ЦНИИИ МО РФ. Получено уменьшение погрешности измерений примерно в три раза по сравнению с классическим методом измерений в квазиплоском поле. Разработана прикладная программа автоматизированного управления процессом измерений, обеспечивающая возможность практического исследования характеристик рассеяния объектов методом многоугловых измерений и классическими методами измерений.

Задачами дальнейших исследований являются:

- доработка модели процесса измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения с целью обеспечения возможности моделирования процесса измерений на нескольких дискретных частотах;

- разработка и исследование алгоритмов восстановления изображений объектов сложной формы при использовании дискретно-частотных и сверхширокополосных сигналов.

Полученные в диссертационной работе результаты могут быть использованы в учебных целях для обучения студентов высших учебных заведений, а также при анализе точности измерений классическими и новыми методами характеристик рассеяния объектов при создании новых средств измерений характеристик рассеяния объектов.

1. Дибдал Р.Б. Методы измерения эффективной площади отражения радиолокационных целей. // ТИИЭР, 1987, т. 75, № 4. с. 78 - 99.

2. Майзельс E.H., Торгованов В.А. Измерение характеристик радиолокационных целей. /Под ред. М.А. Колосова. М.: Сов. радио, 1972.

3. Справочник по радиолокации. Под ред. Сколника M. М., Сов. радио, 1976, т.1.

4. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. М.: Связь, 1972.

5. Радиолокационная заметность самолетов. Обзор по материалам открытой иностранной печати. // ОНТИ ЦАГИ, № 665, 1986.

6. Бочкарев A.B., Долгов А.Н. Радиолокационная заметность летательных аппаратов. // Зарубежная радиоэлектроника, 1989 № 2.

7. Физические основы диапазонных технологий типа "Стеле". // С.А. Масалов, А.В.Рыжак, О.И.Сухаревский, В.М. Шкиль. Санкт-Петербург: ВИКУ им. А.Ф. Можайского, 1999.

8. Михайлов Г.Д., Воронов В.А. Перспективы и направление работ по созданию малозаметных антенн бортовых радиоэлектронных комплексов. // Оборонная техника, 1995, № 12, с. 35-37.

9. Ширман Я.Д. и др. Методы радиолокационного распознавания и их моделирование. // Радиолокационное распознавание и методы математического моделирования, 2000, вып. III, с. 5-64.

10. Пространственно-временная обработка сигналов. / Под ред. И.Я. Кремера -М.: Радио и связь, 1984.

11. П.Стаинберг Б.Д. и др. Экспериментальное определение ЭПО отдельных отражающих частей самолета. //ТИИЭР, т.77, № 5, 1989.

12. Суитмен. Сооружение фирмой "Боинг" испытательной установки для определения радиолокационного сечения самолетов. //ТИИЭР, 1988, т.43, № 6.

13. Coatanhay J.L., Gadenne Ph., Gaudon P. CELAR. Measurement of radar cross section, however sized. // Collog int radar, Paris, 21-24 Mai, 1984, Paris, pp. 286291.

14. Walton E.K., Young J.D. The Ohio State University compact radar cross-section measurement range. // IEEE Trans. Antennas and Propag., 1984, 32, № 11, 12181223.

15. Pistorius C.W.I., Burnside W.D. An improvement design for compact range applications. // IEEE Trans. Antennas and Propag., 1987, № 3, pp. 342-347.

16. Repjar A.G., Kremer D.P. Accurate evaluation of a millimeter wave compact range using planar near-field scanning. // IEEE Trans. Antennas and Propag., 1982, №3, pp. 419-425.

17. Gilreath M.C., Kont B.M., Clerici G.L. Curved edge modification of compact range reflector. // IEEE Trans. Antennas and Propag., 1987, № 2, pp. 176-182.

18. Allen C. Newell. Error Analysis Techniques for Planar Near Field Measurements. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.36, № 4, June 1988, pp. 754 -768.

19. Шляхин B.M. Искажения радиолокационных характеристик сложных объектов при облучении сферической волной. // Радиотехника, 1979, т. 34, № 10, с. 67 69.

20. Пересада В.Н. Определение истинной диаграммы излучения антенны при падении на нее неплоской волны. // Радиотехника, 1960, № 3, с. 18-24.

21. Андреев И.Л. Алгоритмические методы коррекции характеристик рассеяния радиолокационных объектов, измеренных в условиях недостаточной безэхо-вости полигона. // Радиотехника и электроника, 2002, том 47, с. 445-451.

22. Сарычев В.А. О выборе алгоритмов коррекции поляризационных измерений.- Метрология, 1980, 1980, № 7, с. 8-13.

23. Фрич П., Харт Ф. Новый метод измерения малых эффективных отражающих поверхностей с помощью цифрового вычитания векторов поля. ТИИЭР, 1964, т. 52, №5, с. 671-672.

24. W. Chujo, Т. Ito, Y. Hori, T. Teshirogi. Surface accuracy measurement of deployable mesh reflector by planar near field scanning. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.36, № 6, June 1988, pp. 879-883.

25. J.J. Lee, Edward M. Ferren, D. Pat Woolen, Kuan M. Lee. Near-field probe used as a diagnostic tool to locate defective elements in an array antenna. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.36, № 6, June 1988, pp. 884-889

26. Richard L. Lewis. Efficient and accurate method for calculating and representing power density in the near zone of microwave antennas. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.36, № 6, June 1988, pp. 890-901.

27. Y. Rahmat-Samii, J. Lemanczyk. Application of spherical near-field measurements to microwave holographic diagnosis of antennas. // IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.36, № 6, June 1988, pp. 869-8,78.

28. Allen C. Newell, Robert D. Ward, Edward J. McFarlane. Gain and power parameter measurements using planar near-field techniques. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.36, № 6, June 1988, pp. 792 803.

29. Arthur D. Yaghjian. An overview of near-field antenna measurements, ieee transactions on antennas and propagation, vol.AP-34, № 1, January 1986, pp. 30 45.

30. Barry J. Cown, Charles E. Ryan. Near-field scattering measurements for determining complex target res. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.37, № 5, May 1989, pp. 576 585.

31. Голография. Методы и аппаратура. Под ред. В.М.Гинзбург, Б.М.Степанова. -М.: Сов. радио, 1974.

32. Бахрах Л.Д., Курочкин А.П. Голография в микроволновой технике. М.: Сов. радио, 1979.

33. Сафронов Г.С., Сафронова А.П. Введение в радиоголографию. М.: Сов. радио, 1973.

34. Зиновьев Ю.С., Пасмуров А.Я. Применение радиоголографических методов для экспериментального исследования дифракции на телах в безэховой камере. В кн.: Проблемы микроволновой голографии. / МИРЭА, - М., 1979.

35. Гинзбург В.М., Степанов Б.М. Голографические измерения. М.: Радио и связь, 1981.

36. Ярославский Л.П., Мерзляков Н.С. Методы цифровой голографии. М.: Наука, 1977.

37. Булкин В.М., Кременецкий С.Д., Курочкин А.П., Лось В.Ф. Определение локальных центров рассеяния объектов по измеренным значениям рассеянного ими ближнего поля. // Радиотехника и электроника, 1993, т. 38, № 4, с. 665.

38. А.Р. Anderson, D.N. Swingler. Location of an irregularity in a microwave array by optical processing of its microwave hologram. //Electr. Lett, 1970, v. 6, № 18.

39. Н.П. Балабуха, М.И.Григорьева, А.П. Курочкин, С.А.Федотов, В.Н. Шверина-Кашина. Стержневой диэлектрический облучатель с диаграммой направленности специальной формы.// Антенны, 2001, выпуск 2 (48), с. 71-77.

40. Радиолокационные характеристики летательных аппаратов. /Под ред. Тучкова Л.Т. М.: Радио и связь, 1985.

41. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн: Учеб. пособие для вузов по спец. "Радиотехника". М.: Высш. шк., 1992.

42. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М., Сов. радио, 1957.

43. Джексон Дж. Классическая электродинамика. Пер. с англ. под ред. Э.Л. Бурштейна. М.: Мир, 1965.

44. Прэтт У. Цифровая обработка изображений: в 2-х томах. /Пер. с англ. М.: Мир, 1982, т.1.

45. Алберт Г. Регрессия, псевдоинверсия и рекуррентное оценивание. М.: Наука, 1978.

46. Форсайт Дж., Молер К. Численное решение систем линейных алгебраических уравнений. М.: Мир, 1969.

47. Фадеев Д.К., Фадеева В.Н. Вычислительные методы линейной алгебры. -М.: Физматгиз, 1960.

48. Зверев В.А. Радиооптика (преобразования сигналов в радио и оптике). М.: Сов. радио, 1975.51 .Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. Пер с англ. под ред. Г.И. Косоурова. -М.: Мир, 1970.

49. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. пособие для вузов по спец. "Радиотехника". М.: Высш. шк., 2000.

50. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1957, 236 с.

51. M.J. Coulombe, Т. Ferdinand, Т. Horgan, R.H. Giles, J. Waldman. A 585 GHZ Compact Range for Scale Model RCS Measurements. (Preprint) Antenna Measurements and Techniques Associations Proceedings, Oct. 1993, Dallas, Tx.z., 6 p.

52. M.J. Coulombe, T. Horgan, J. Waldman, G. Szatkowski, W. Nixon A 524 GHZ Polarimetric Compact Range for Scale Model RCS Measurements. (Preprint) Antenna Measurements and Techniques Associations Proceedings, Oct. 1993, Dallas, Tx.w. 6 p.

53. ШифринЯ.С. Вопросы статистической теории антенн. М.: Сов. радио, 1970.

54. Пасмуров А.Я. Моделирование радиоголографического процесса на основе метода краевых волн. // Радиотехника и электроника, 1971, т. 26, № 10, с. 2030-2033.

55. Афиногенов А.Ю., Школьный JI.A. Методы математического моделирования радиолокационных изображений искусственных распределенных объектов. // Зарубежная радиоэлектроника. 1998, № 2, с. 49-58.

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

57. Еремин Ю.А., Зымков М.Х., Кюркчан А.Г. Теоретические методы анализа характеристик рассеяния электромагнитных волн. // Радиотехника и электроника, 1992, Вып. 1., с. 14-31.

58. Борзов А.Б., Быстров Р.П., Соколов А.В. Анализ радиолокационных характеристик объектов сложной пространственной конфигурации. // Журнал радиоэлектроники № 1, 1998. http://ire.cplire.rU/ire/dec98/4/text.html

59. Вычислительные методы в электродинамике / Под ред. Р. Митры. М.: Мир, 1977.

60. Галишникова Т.Н., Ильинский А.С. Численные методы в задачах дифракции. М.: Изд-во МГУ, 1987.

61. Захаров Е.В., Пименов Ю.В. Численный анализ дифракции радиоволн. М.: Радио и связь, 1982.

62. Марков Г.Т., Васильев Е.Н. Математические методы прикладной электродинамики. -М.: Сов. радио, 1970.

63. Колтон Д., Кресс Р. Методы интегральных уравнений в теории рассеяния. -М.: Мир, 1987.

64. Lee S.W. Geometrical theory of diffraction. Champaign, IL: EM Publishing Co., 1983.

65. Боровиков B.A., Кинбер Б.Е. Геометрическая теория дифракции. М.: Связь, 1978.

66. Уфимцев П.Я. Метод краевых волн в физической теории дифракции. М.: Сов. радио, 1962.

67. Менцер Дж. Р. Дифракция и рассеяния радиоволн. М.: Сов. радио, 1958.

68. Абрамович М., Стиган И. Справочник по специальным функциям. -М.: Наука, 1979.

69. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции (функции, графики, таблицы). -М.: Наука, 1968.

70. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1970.

71. Шишов Ю.А. Определение характеристик антенн по измерениям поля в ближней зоне. // Зарубежная радиоэлектроника, 1983, № 10, с. 58-73.

72. A.A. Лучин. Методы приближенного решения обратной задачи дифракции в радиолокации. // Зарубежная электроника, № 8, 1999, с. 30-44.

73. Воронин E.H. Электродинамическая общность радиоголографических задач. //Радиотехника и электроника, 1984, № 10, с. 1906 1916.

74. Н.С. Абсалямов, В.Н. Гармаш. О восстановлении амплитудно-фазового распределения излучающих токов антенных систем при использовании сопряженного оператора Грина. // Радиотехника и электроника, 1992, № 3.

75. Тихонов А.Н., Арсенин В Л. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1974.

76. Тихонов А.Н. и др. Регуляризирующие алгоритмы и априорная информация. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1983. -200с.

77. Тихонов А.Н О регуляризации некорректно поставленных задач. ДАН СССР, 1963, т. 153, вып. 1.

78. Василенко Г.И. Теория восстановления сигналов: О редукции к идеальному прибору в физике и технике. М.: Сов. радио, 1979.

79. Василенко Г.И., Тараторин A.M. Восстановление изображений. — М.: Радио и связь, 1986.

80. Голд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов. Пер с англ. М.: Сов. радио, 1973.

81. Рабинер Д., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Пер. с англ. под ред. Александрова Ю.Н. М.: Мир, 1978.

82. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ.-М.: Мир, 1990.

83. Иванов E.A. Дифракция электромагнитных волн на двух телах. Минск: Наука и техника, 1968.

84. Johnson J.H. Wang. An Examination of the Theory and Practices of Planar Near-Field Measurement. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.36, № 6, June 1988, pp. 746 753.

85. Rudduck R.C., Wu D.C., Intehar H.R. Near-field analysis by the plane-wave spectrum approach. //IEEE Trans., 1973, v. AP-21, № 2.

86. Cooley I.W., Tukey I.I. An algorithm for the machine calculation of complex Fourier series. //Math. Computers, 1965, v. 19, № 4.

87. Дьяконов В.П. Справочник по среде MathCADPLUS 6.0 Pro. M.: "CK-Пресс", 1997.

88. Орлик С.В. Секреты Delphi на примерах. М.: Восточная Книжная Компания, 1996.

89. Измерения в электронике. Справочник.

90. Телков А.Ю. и др. Заявка на патент № 99105690/90(006122) от 23.03.99 г. Положительное решение № 1005 от 13.07.99 г. // Изобретения, полезные модели-2001 г., № 1.

91. В.Н. Пильщиков. Программирование на языке ассемблера IBM PC. М.: "ДИАЛОГ-МИФИ", 1997.

92. Т. Миясита. Новый способ формирования изображений с высоким разрешением по дальности на основе многочастотной топографической матрицы с неравномерным распределением частот. // ТИИЭР, 1964, т. 52, №5, с. 671672.

93. Нечаев С.С., Понькин В.А., Телков А.Ю. О восстановлении ДОР объектов в поле плоской волны по измерениям в сферическом поле облучения. // Сборник сообщений Всероссийской научно-технической конференции 5 ЦНИИИ МО РФ, Воронеж, 2001.

94. Нечаев С.С., Телков А.Ю. К вопросу об уменьшении уровня мешающих отражений на компактных радиолокационных полигонах. // Сборник сообщений Всероссийской научно-технической конференции 5 ЦНИИИ МО РФ, Воронеж, 2001.

95. Телков А.Ю. Об ограничениях на пространственную структуру квазиплоского поля облучения при исследовании характеристик рассеяния объектов методом многоугловых измерений. // Сборник докладов 27 конференции молодых ученых 5 ЦНИИИ МО РФ, Воронеж, 2002 г.

96. Краткое описание возможностей программы моделирования процесса многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов сложной формы в квазиплоском поле облучения

97. Программа реализует алгоритм моделирования процесса многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов в квазиплоском поле облучения. Ж-1II'■'--МШУ! ШШШН! I

98. Рис. 1. Основное окно программы.

99. Рис. 2. Панель определения па- Рис. 3. Амплитудное распределе-раметров метода многоугловых изме- ния поля облучения и его спектр1. Р^-ШН-.с

100. Рис. 4. Панель РЛИ Рис. 5. Панель бистатическойдиаграммы ЭПР147

101. С помощью элементов панели "Измерительная система" настраивается масштаб просмотра геометрии модельной среды, размеры и расположение облучающей антенны и вводится АФР поля антенны.

102. Параметры метода многоугловых измерений вводятся в элементы соответствующей панели в правой части основного окна (рис. 2), которая активизируется выбором нужного пункта меню "Вид".

103. Точность представления квазиплоского поля облучения угловым спектром и его АФР отображается после выбора пункта "Поле облучения Do" меню "Расчет" (рис. 3).

104. Программа восстановления двумерных РЛИ трехмерных объектов сложной формы по данным измерений без учета искажающего воздействия элементов сканирующей системы на плоское поле облучения

105. Чтение файла измерений и определение его параметровт1:=МАВРЩ"<Шг1а2.тссГ) Ьп := сок(т1) Ьп = 32768 ХУиге:=|^у 5^^=128

106. Ьп \ (ХУя1ге 1:=0.ХУ51ге- 1 1:= 0. ХУз1ге 1 к := 0. | ^— 11 .':=0.(Ьп-1) п := 0. —---1

107. Задание параметров измерительной системыъ := 126 Л. := 3.2 кА,:=— кх:=4

108. Приведение к комплексному виду отсчетов радиоголограммы

109. J к 2-к 2-к+1 1, (ХУвие-!)-! кХУвке!1. ЦяЗЬг.п,!)531. :=10 /п, 1200ехр1. Е.е|53Ь2.П,.) 18001. Ке(зЗЬ2.пн, ,)831, . , := 102. п+1,1200ехр -11т(53Ь2-п+\,\)1800

110. Исходная радиоголограмма объекта измерений (в центре, ампл. распределение)

111. Расчет частотной характеристики между плоскостями сканирования и изображенияh4. п :=J[ii (XYsize - 0.5).-kx]2 + [[И - (XYsize - 0.5)]-kx]2 + z r4. п := i-^—exp^-i^kl-h4. njJii,ll

112. Hm. ,. := r4. „ Ншс. ,, :=0 Ншс . := Hm. Hmc „ := Hm11,11 11,11 li.ll limax Umax i2,12 Umax limaxi2n-,12h--i2, 12h- i2n-,122 2 2 2

113. Hmc., ,„:=Hm . „ Hmc . :=Hm „ HmM. „ := |Hmc. „Ii2,12 limax Umax limax Umax 11 11 11 11i2n-,12h--¡2+-,12 i2,12ч--1 12 2 2 2

114. Программа восстановления двумерных РЛИ объектов по радиоголограммам, синтезированным в условиях искажения плоского поля облучения элементами конструкции сканирующей системы

115. Чтение файла измерений и определение его параметровш1 :=КЕАОРК^"<Зт1а2.тс(1") 1т := со^т!) Ьп = 32768 ХУяге := ХУыге = 1281:=0.ХУз1ге-1 1 := 0. ХУэгге 1 . := 0. (Ьп - 1) п := 0. 1

116. Задание параметров измерительной системы2:= 1.26 X := 0.032 1&:= — кх :=к 4

117. Приведение к комплексному виду отсчетов радиоголограммыш.:=т1. . шб. :=ггц, + ьт. . , БЗЬ. .,„. . ,:=т8. . J 0,J к 2-к 2-к+1 1, (ХУзие-!)-! 1+ХУз1ге-1

118. Ref^b,, ,) Л \пп ( 1т/s3b , Л• I 2-п, у 200 ■ 1 2-П+1 ,\)1.---—*71 s31 . . := 10 -ехр >—5-1800 J 2-n+l.lи ,Л 200s31„ ,:=10 -ехр2п,1V1800 )

119. Исходная радиоголограмма объекта измерений (в центре, ампл. распределение)оs41m-1001.200

120. Еа := 1 амплитуда плоского поля облучения плоскости сканирования а := 13.984-х. - вынос зонда относительно центра балки а = 0.447b := 9.219-X ширина балки Ъ = 0.295хР := 0 положение зонда

121. Df := iimax-kx N := iimax Df = 2.048

122. EPI := GetEoAProbe(Df,X,Ea, a,b,xP,n) расчет поля облучения непосредственноза плоскостью сканирования1. ЕР1й 0.5

123. Е02 := GetEoOF(EPl ,n,z,Df,kx) расчет поля облучения картинной Е02т. := |Е02.|плоскости1. Е02ш.'(arg(E02,,) 0- 1 1wi200

124. Расчет модифицированной частотной характеристики участка свободного пространства между плоскостями сканирования и изображенияz := 126 А. := 3.2kA,:=— кх := — XYsize = 128 z=126 А, 4кХ= 1.963кх = 0.8

125. Ь4. ц :=>/[«- (XYsize- 0.5). кх]2 +■ [[II (XYsize - 0.5)]-кх]2 + г г4. —exp^-i-^kX.-h4. ^ii, 111. И,1Г h4

126. Краткое описание возможностей программы моделирования процесса многоугловых измерений характеристик рассеяния объектов на измерительных комплексах радиоголографического типа с планарным сканированием

127. Первая часть программы предназначена для работы с моделями объектов: разработки, загрузки, позиционирования в модели измерительной системы (рис. 1).

128. Следующий фрагмент служит для задания параметров измерительной системы, в том числе определения АФР поля антенны (рис. 2).

129. Разработан блок, позволяющий рассчитать и отобразить поле облучения картинной плоскости (амплитудное и фазовое распределения) (рис. 3).

130. В программе предусмотрена возможность ввода параметров метода многоугловых измерений (рис. 4)

131. По АФР РЛИ производится расчет дальнего поля объекта в заданном диапазоне углов наблюдения, и рассчитываются значения бистатической ЭПР (рис. 7).

132. Расчеты РЛИ, ЭПР могут быть начаты после определения параметров объекта, измерительной системы, методов измерения. Для этого предназначена закладка "Запуск", в элементах которой отображается информация о состоянии текущего этапа расчетов.

133. I II14 ^ ! 1.|.«<| 11к*I I -м| г1'И'111111111111111.-. I >"■=.- 1. ЯН ЩВ2 I®г ы ¿11.I11.—-"" =6-!-^ г :1. ШШШШШШ-Г.1. ИИИДИ1. Л-:= ■1^1=- Т-- ¡ -., .

134. Рис.1. Основное окно программы. Закладка "Объект".

135. М> I > ш. " | ' I I■' Ли |■>- 1-м- | . 1-1 || ■■ ■■-■ I г I.'- ■ ► и-: ■! . = = ■ | ■■чы» П .1. Г -- = -:-± ""-г-= ^-Г-бГЕ"11. Г ■- Ч. I 1 II

136. Мм||| » . I И* ■ ■ ■ ' •<1>| | |-ИеМ-.и»г^^НЫп3