4.4 Цифрові адаптивні системи просторово-часової обробки сигналів на тлі завад

ГАЛУЗЬ (СФЕРА), ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ РОЗРОБКА: Розробка належить до галузі радіолокації (розробка і виробництво радіолокаційної техніки): захист РЛС різних діапазонів хвиль і призначення, (РЛС виявлення, супроводження, розпізнавання, наведення, посадки, трасові, аеродромні, метеорологічні) від пасивних, активних та комбінованих завад; пеленгація джерел випромінювання різноманітного походження; «надрозділяючий» просторово-часовий спектральний аналіз; вимірювання параметрів метеорадіолокаційних сигналів в доплерівських метеорадіолокаторах.

Потенційними споживачами розробки є підприємства та організації Міністерства промислової політики, Міністерства інфраструктури України, Міністерства оборони України, Державної служби України з надзвичайних ситуацій, закордонні споживачі радіолокаційної і метеорадіолокаційної інформації.

МЕТА (ПРОБЛЕМА) РОЗРОБКИ: Підвищення завадозахищеності РЛС та якості просторово-часового спектрального аналізу. Радіолокаційні системи спостереження відіграють головну роль при вирішенні задач виявлення, вимірювання координат, розпізнавання та супроводження повітряних об’єктів. Найважливішою вимогою до них є висока завадозахищеність. В існуючих РЛС системи захисту від завад є недостатньо ефективними через низьку спроможність адаптуватися до зовнішніх завадових умов.

СТИСЛИЙ ОПИС РОЗРОБКИ:  Цифрові адаптивні системи просторово-часової обробки сигналів на тлі завад будуються на основі багатоступінчастих обертаючих та відбілюючих адаптивних решітчастих фільтрів (АРФ) з імпульсними (частотними) характеристиками, які залежать від параметрів зовнішніх впливів. АРФ формують необхідні функції від кореляційних матриць, які задані у факторизованій формі. Вони будуються з набору елементарних решітчастих фільтрів – двоходових вагових суматорів із перехресними зв’язками (рис. 1). Використання в АРФ апріорної інформації про специфіку структури реально невідомої кореляційної матриці забезпечує високу ефективність адаптивної обробки сигналів на тлі завад (рис. 2) та просторово-часового спектрального аналізу.

 

 

 

Рис. 1 – Елементарний решітчастий фільтр

 

 

Рис. 2 – Вигляд екрану кругового огляду радіолокатора при вимкненому (а) та увімкненому (б) АРФ

 

ІННОВАЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РОЗРОБКИ: Інновація рішення полягає в використанні розроблених авторами, досліджених та експериментально перевірених адаптивних решітчастих фільтрів, які суттєво підвищують завадозахищеність РЛС, точність просторово-часового спектрального аналізу, якість пеленгації джерел випромінювання різноманітного походження, а також вимірювання параметрів метеорадіолокаційних сигналів в доплерівських метеорадіолокаторах.
Техніко-економічні показники АРФ підвищують конкурентоспроможність РЛС,
які ними оснащені, на світовому ринку. Права інтелектуальної власності авторів захищені патентами.

Перспектива та потенціал впровадження інновації є високими у зв’язку з бурхливим розвитком цифрової елементної бази, універсальності і можливості ефективно вирішувати на її основі широке коло задач просторово-часової обробки сигналів на тлі завад в радіотехнічних системах різноманітного призначення.

ПЕРЕВАГИ РОЗРОБКИ: Важливою перевагою АРФ є їх універсальність. Вона полягає, по-перше, в використанні уніфікованої структурно-алгоритмічної основи, по-друге, в можливості настройки АРФ за допомогою різноманітних алгоритмів, які враховують апріорну інформацію про параметри вхідних дій та забезпечують високу
якість обробки, і, по-третє, в можливості практичного використання АРФ в різноманітних галузях.

Використання універсальних АРФ дозволяє вирішувати широке коло задач адаптивної просторово-часової обробки сигналів на тлі завад з близькими до потенційно можливих показників якості за рахунок спеціальної структури АРФ та високоефективних алгоритмів оцінювання параметрів вхідних впливів.

На рис. 3 ілюструється підвищення роздільної спроможності РЛС за кутовими координатами під час пеленгації джерел випромінювання на основі АРФ (рис. 3, а – спостерігаються сигнали від 3-х джерел) порівняно з алгоритмом швидкого перетворення Фур’є (ШПФ), який використовується в сучасних РЛС (рис. 3, б – спостерігається сигнал тільки від 1-го джерела).

 

 

Рис. 3 – «Надрозділення» джерел випромінювання на основі АРФ (а) у порівнянні з алгоритмом ШПФ (б)

 

АНАЛІЗ РИНКУ: Цифрові адаптивні системи просторово-часової обробки сигналів на тлі завад на основі АРФ відповідають світовому рівню розвитку теорії та техніки адаптивної обробки сигналів на тлі завад, а в питаннях, пов’язаних з практичною реалізацією на сучасній елементній базі, випереджають світові (вітчизняні та закордонні) аналоги. Вони будуть використовуватися в РСЛ нового покоління.

ОЦІНКА ТРАНСФЕРУ РОЗРОБКИ: Укладання господарських договорів.

СТАДІЯ РОЗРОБКИ: Теоретично обґрунтовані та досліджені цифрові адаптивні системи просторово-часової обробки сигналів на тлі завад на основі АРФ, проведені напівнатурні експерименти, які підтвердили високу ефективність АРФ. Потрібно створити дослідний і промисловий зразки.

ФІНАНСОВІ ВИТРАТИ НА РОЗРОБКУ: Вартість розробки дослідного зразка складає $100000 (без ПДВ та відрахувань), потенційний термін окупності розробки – 2 роки.

ІНФОРМАЦІЯ ПРО АВТОРА АБО АВТОРСЬКИЙ КОЛЕКТИВ: Леховицький Давід Ісаакович; д.т.н., проф.; Дохов Олександр Іванович, к.т.н., проф.; Рябуха В’ячеслав Петрович, к.т.н., с.н.с.; Зарицький Валерій Іванович, к.т.н., с.н.с.; Жуга Геннадій Олександрович, к.т.н.; Рачков Дмитро Сергійович; Семеняка Андрій Вікторович.

зберегти цю сторінку в PDF