vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2022.3(128).44-51vestnovsu-92Research ArticleРадиотехника и связьRadiotechnics and telecommunicationsРадиолокационное синтезирование апертуры Х/L-диапазона для малоразмерных беспилотных летательных аппаратовCompact UAV based X/L-Band SARЖуковаИ. Н.ZhukovaI. N.irina.zhukova@novsu.ruБыстровН. Е.BystrovN. E.ЧеботарёвС. Д.ChebotarevS. D.ТрофимовА. М.TrofimovA. M.МихайловА. Н.MikhaylovA. N.Новгородский государственный университет имени Ярослава МудрогоRussian Federation20222009202303(128)4451Copyright © Жукова И.Н., Быстров Н.Е., Чеботарёв С.Д., Трофимов А.М., Михайлов А.Н., 20232023Жукова И.Н., Быстров Н.Е., Чеботарёв С.Д., Трофимов А.М., Михайлов А.Н.Zhukova I.N., Bystrov N.E., Chebotarev S.D., Trofimov A.M., Mikhaylov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/92

Статья посвящена практической реализации радиолокационного синтезирования апертуры (РСА) X/L-диапазона для малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. В ней представлена структурная схема разработанного прототипа радиолокационной системы и дано описание структурных схем основных функциональных блоков: блока формирования и обработки сигналов, блока обработки координат, блока формирования радиолокационного изображения. Дана оценка требуемых для реализации обработки сигналов ресурсов программируемой логической интегральной микросхемы. В конце статьи приведены примеры радиолокационных изображений, полученных в ходе натурных испытаний прототипа РЛС. Новизна разработки обуславливается применением шумоподобных квазинепрерывных сигналов и возможностью получения радиолокационного изображения земной поверхности в режиме реального времени. Использование квазинепрерывных сигналов позволяет повысить скрытность и помехоустойчивость системы, а также снизить пиковую мощность передатчика. Данные особенности являются необходимыми для размещения радиолокационной системы с РСА на малогабаритных беспилотных летательных аппаратах.

The article describes technical realization of compact UAV based X/L-band SAR. It presents a block diagram of the developed radar prototype and describes the structural diagrams of the main functional blocks: the signal generation and processing unit, the coordinate processing unit, the radar image generation unit. The estimation of the resources required for the implementation of signal processing of a programmable logic integrated circuit (FPGA) is given. Examples of radar images obtained during full-scale tests of the radar prototype are given at the end of the article. Novelty of design based on two main factors: broadband quasi-continuous signals (QCS) and the real-time land surface imaging. The usage of QCS leads to the higher stealthiness and noise-immunity. The peak power of transmitter is decreased also. This features are highly demanded while designing RSA systems that can be used on compact UAV.

радиолокацияРСАбеспилотные летательные аппараты (БпЛА)квазинепрерывные сигналы (КНС)radarSARunmanned aerial vehicle (UAV)quasicontinuous signals (QCS)ReferencesIAI ELTA Systems Ltd. SAR/GMTI UAV Reconnaissance System. EL/M-2055 [Электронный ресурс]. URL: http://www.iai.co.il/sip_storage/files/3/27493.pdf (дата обращения: 03.12.2017).IAI ELTA Systems Ltd. SAR/GMTI UAV Reconnaissance System. EL/M-2055. Available at: http://www.iai.co.il/sip_storage/files/3/27493.pdf (accessed: 03.12.2017).Tsunoda S.I., Pace F., Stence J., Woodring M. Lynx: A highresolution synthetic aperture radar // Sandia [Электронный ресурс]. URL: https://www.sandia.gov/radar/files/spie_lynx.pdf (дата обращения: 03.12.2017).Tsunoda S.I., Pace F., Stence J., Woodring M. Lynx: A highresolution synthetic aperture radar. Sandia. Available at: https://www.sandia.gov/radar/files/spie_lynx.pdf (accessed: 03.12.2017).THALES. I-Master Ground breaking lightweight surveillance radar [Электронный ресурс]. URL: https://www.thalesgroup.com/en/worldwide/defence/i-master (дата обращения: 03.12.2017).THALES. I-Master Groundbreaking lightweight surveillance radar. Available at: https://www.thalesgroup.com/en/worldwide/defence/imaster (accessed: 03.12.2017).Leonardo Company. PicoSAR compact, lightweight airborne ground surveillance radar [Электронный ресурс]. URL: http://www.leonardocompany.com/en/-/picosar-1 (дата обращения: 03.12.2017).Leonardo Company. PicoSAR compact, lightweight airborne ground surveillance radar. Available at: http://www.leonardocompany.com/en/-/picosar-1 (accessed: 03.12.2017).Metasensing. MiniSAR — Aerial detection and tracking of moving targets [Электронный ресурс]. URL: https://www.metasensinggroup.com/minisar (дата обращения: 03.12.2017).Metasensing. MiniSAR — Aerial detection and tracking of moving targets. Available at: https://www.metasensinggroup.com/minisar (accessed: 03.12.2017).ARTEMIS. SlimSAR [Электронный ресурс]. URL: http://www.artemisinc.net (дата обращения: 03.12.2017).ARTEMIS. SlimSAR. Available at: http://www.artemisinc.net (accessed: 03.12.2017).ImSAR. NanoSAR C Data and specification sheet. URL: http://www.imsar.com/uploads/files/59_IMSAR_NanoDS_Jul2014.pdf (дата обращения: 19.11.2014).ImSAR. NanoSAR C Data and specification sheet. Available at: http://www.imsar.com/uploads/files/59_IMSAR_NanoDS_Jul2014.pdf (accessed: 19.11.2014).НЦ СРМ МАИ. Малогабаритная бортовая радиолокационная станция двойного назначения «Когитор» (МФ2). URL: https://mai.ru/science/dev/index.php?ELEMENT_ID=33319 (дата обращения: 03.12.2017).Scientific center of special radio-electronic systems and management of MAI. Small-sized airborne dual-purpose radar station "Kogitor" (MF2). Available at: https://mai.ru/science/dev/index.php?ELEMENT_ID=33319 (accessed: 03.12.2017).Bystrov N.E., Zhukova I.N., Reganov V.M., Chebotarev S.D. Range and doppler ambiguity elimination in coherent radar using quasicontinuous signals // Journal of mechanical engineering research and developments. 2017. Vol.40. №4. P.37–46. DOI: https://doi.org/10.7508/jmerd.2017.04.005Bystrov N.E., Zhukova I.N., Reganov V.M., Chebotarev S.D. Range and doppler ambiguity elimination in coherent radar using quasicontinuous signals. Journal of Mechanical Engineering Research and Developments, 2017, vol. 40, no. 4, pp. 37–46. doi: https://doi.org/10.7508/jmerd.2017.04.005Быстров Н.Е., Жукова И.Н. Модель оценки помехоустойчивости РЛС с квазинепрерывным режимом излучения и приема сигналов с псевдослучайной структурой огибающей // Вестник НовГУ. Сер.: Технические науки. 2011. №65. С.50–55.Bystrov N.E., Zhukova I.N. Model' otsenki pomekhoustoychivosti RLS s kvazine-preryvnym rezhimom izlucheniya i priyema signalov s psevdosluchaynoy strukturoy ogibayushchey [A model for assessing the noise immunity of a radar station with a quasi-continuous mode of emitting and receiving signals with a pseudo-random envelope structure]. Vestnik NovGU. Issue: Engineering Sciences, 2011, no. 65, pp. 50–55.Bystrov N., Zhukova I., Reganov V., Chebotarev S. Synthesis of wideband signals with irregular bi-level structure of power spectrum // IEJME-Mathematics Education. 2016. Vol.11(9). P.3187–3195.Bystrov N., Zhukova I., Reganov V., Chebotarev S. Synthesis of wideband signals with irregular bi-level structure of power spectrum. IEJME-Mathematics Education, 2016, vol. 11(9), pp. 3187–3195.Сазонов Н.А. Особенности синтезирования апертуры антенны при произвольной траектории летательного аппарата // Радиотехника. 1986. №8. С.89–92.Sazonov N.A. Osobennosti sintezirovaniya apertury antenny pri proizvol'noy trayektorii letatel'nogo apparata [Features of synthesizing the antenna aperture for an arbitrary trajectory of an aircraft]. Radiotekhnika, 1986, no. 8, pp. 89–92.Быстров Н.Е., Жукова И.Н., Удальцов А.В. Сравнение методов высокоскоростной свертки сложных сигналов с большой базой // Вестник НовГУ. 2007. №44. C.8–11.Bystrov N.E., Zhukova I.N., Udaltsov A.V. Sravneniye metodov vysokoskorostnoy svertki slozhnykh signalov s bol'shoy bazoy [Comparison of high-speed convolution methods for complex signals with a large base]. Vestnik NovGU. Issue: Engineering Sciences, 2007, no. 44, pp. 8–11.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.