Современная электроника №3/2019

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2019 Методология разработки радиолокационного приёмника с большим динамическим диапазоном и низким коэффициентом шума Для обнаружения малоразмерных малозаметных низкоскоростных целей на малой дальности на фоне отражений от земной поверхности и местных предметов требования к приёмному устройству многолучевого радиолокатора оказываются крайне высокими в части обеспечения большого динамического диапазона по компрессии 1 дБ, низкого коэффициента шума и малого энергопотребления. Решению обозначенной проблемы в пространстве диаметрально противоречивых параметров посвящена данная статья, где формулируется задача структурно- параметрического синтеза, рассматриваются методы оптимизации структуры и входящих в неё элементов, определяются базовые алгоритмы для поиска общего и частного решений указанной задачи. Юрий Цыпленков (synthesprom@yandex.ru) , Виктор Овчинников (ovchinnikovvg@yandex.ru) , Владислав Баранов (dj_poteha@mail.ru ) Задача обнаружения малоразмер- ных малозаметных низкоскоростных целей на малой дальности появилась в результате поиска наиболее эффек- тивных методов защиты стратегически важных объектов от несанкциониро- ванного проникновения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) на при- легающую к охраняемому объекту тер- риторию. Сложность задачи заключает- ся в том, что исследуемый объект имеет малую эффективную площадь рассея- ния и непредсказуемый характер дви- жения. Появление БПЛА на расстоянии 150–200метров от охраняемого объекта усложняет обнаружение и захват цели, т.к. для большинства средств ПВО ниж- няя граница зоны обнаружения начи- нается с 5 км. С другой стороны, имеет местомощное отражение зондирующего сигнала от земнойповерхности. В связи с этим задача обнаружения и распозна- вания слабого сигнала нафоне сильных помех является весьма актуальной [1]. В качестве основного средства борь- быс несанкционированнымвторжени- емвыступает многолучевойрадиолока- тор, который позволяет обнаруживать, сопровождать, измерять параметры движения цели с высокой точностью и выдавать данные в центр управления огневой подготовкой. Это достигается за счёт использования в радиолокато- ре малошумящего быстродействующе- го синтезатора опорных частот с низ- ким уровнем побочных спектральных составляющих, приёмного устройства с большим динамическим диапазоном и цифровой обработкой сигнала с дли- тельным временем накопления. В данной статье будут затронуты основные принципы построения мно- гоканального радиолокационного при- ёмника с большимдинамическимдиапа- зоном, разработанного специально для обнаружения БПЛА в условиях воздей- ствия пассивных помех в виде отраже- нийот земнойповерхности, метеороло- гических объектов иместных предметов. Одной из основных проблем, возни- кающих при создании многоканаль- ного приёмного устройства, является одновременное обеспечение большо- го динамического диапазона, низ- кого коэффициента шума, достаточ- ной межканальной развязки и малого энергопотребления. Настоящая ста- тья посвящена поиску методов уве- личения линейного динамического диапазона или динамического диапа- зона по компрессии 1 дБ, ограничен- ного сверху таким параметром, как точ- ка однодецибельной компрессии [2], а снизу – минимально возможным уров- нем сигнала, который способен при- нять и идентифицировать в надлежа- щем качестве радиолокационный при- ёмник. Следует отметить, что меры улучшения динамического диапазо- на по компрессии 1 дБ справедливы лишь при условии сохранения низко- го значения коэффициента шума, глу- бокой межканальной развязки и мало- го энергопотребления. В связи со сложностью процесса разработки конечного продукта всё бо ′ льшую роль в решении широко- го класса задач играют возможности информационных технологий, пред- ставляющих собой упорядоченный процесс реализации некоторых опе- раций обработки информации [3]. Введём ряд понятий, которые будут использоваться в данной статье для обо- значения наиболее значимых процес- сов. Понятие поиска соответствует про- цессу решения так называемой задачи синтеза , которая, как обратная по отно- шению к задаче анализа, является наи- более важной при создании системы, когда заданы её функции и необходи- мо найти её структуру. При этом задача анализа соответствует классическому понятию процесса решения так назы- ваемой прямой задачи при структурно- функциональном подходе, когда задана структура системы и требуется найти её функции (показатели качества функци- онирования). Понятие решения отно- сится к результату поиска или синте- за – определённой структуре создава- емой системы [3]. Вкратце рассмотрим методологию решения системных задач синтеза на основе информационных технологий и систем. Она включает в себя законо- мерности функционирования и разви- тия систем, методы их синтеза, а также экспертные и вычислительно-поиско- вую системы на их основе. При выполнении системных иссле- дований, создании новых систем и устройств приходится сталкиваться с разрешением проблемы их синтеза. Представим объект исследования дву- мя характерными сторонами. Первая, внутренняя сторона объекта, определя- ет его внутреннее состояние, а вторая – внешняя сторона, относится к выполне- нию объектом определённых функций, необходимых внешнему потребителю. Внутреннее состояние объекта харак- теризуется вектором состояния или структуры объекта: , (1)