Особенности представления сигналов в малобазовой поляризационной измерительной системе

Цель исследования – анализ особенностей представления сигналов в малобазовой поляризационной измерительной системе.

Методы. Использовались методы теории вероятностей, математической статистики, статистической радиотехники, вычислительной математики, конструктивные особенности малобазовой поляризационной измерительной системы. Полученные уравнения позволяют вычислить выходные напряжения для приемных антенн обеих позиций. Соотношения справедливы при условии идентичности конструкций обеих позиций, включающих антенну для одновременного приёма и передачи сигналов одной линейной поляризации, а также соответствующее приёмо-передающее оборудование. Для сигналов с горизонтальной и вертикальной поляризацией, ортогональных друг другу по отношению к первой позиции, установлены собственные уникальные свойства, зависящие от ориентации и характера используемых поляризаций. Разработан алгоритм расчета фазовых сдвигов отраженных сигналов для антенн малобазовой поляризационной измерительной системы, который применим для горизонтальной и вертикальной поляризации.

Результаты: обоснована независимость значения амплитуды принимаемой волны отраженных сигналов от особенности конструкции малобазовой поляризационной измерительной системы; установлена зависимость энергетических показателей принимаемых сигналов от эффективной поверхности рассеяния объекта (величины 𝜎_в.в , 𝜎_в.г , 𝜎_г.в, 𝜎_г.г ) для горизонтальной и вертикальной поляризации; сформулирован алгоритм расчета фазовых сдвигов отраженных сигналов для антенн малобазовой поляризационной измерительной системы; исследованы факторы влияния технических характеристик оборудования малобазовой поляризационной измерительной системы на энергетические показатели принимаемых сигналов.

Заключение. Предложена методика расчета фазового центра малобазовой поляризационной измерительной системы, позволяющая реализовать внутреннюю задачу теории антенных систем, а также выбрать произвольную точку в качестве центра координат малой базы поляризационной измерительной системы. Эта точка может находиться внутри зоны покрытия базы B, включая даже положение центров антенн отдельных позиций. Подобный подход расширяет гибкость системы и улучшает точность вычисления фазовых характеристик, обеспечивая универсальность метода независимо от конкретной физической реализации антенн и взаимного расположения компонентов системы.

1. Конаныхин А. Ю., Конаныхина Т. Н., Панищев В. С. Методы улучшения выделенной области изображения при быстродействующей обработке символьной информации // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2021. Т. 11, № 4. С. 106–119.

2. Маджд А., Казаков Л. Н., Силантьев А. Б. Использование радиолокационных сигналов с ортогональными поляризациями в задаче обнаружения находящихся за преградой биологических объектов // T-Comm. 2022. № 10. С. 19–27.

3. Методологические основы обнаружения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов на основе комплексной субполосной обработки сверхкороткоимпульсных радиолокационных и оптических сигналов: монография / И. И. Олейник, А. А. Черноморец, Д. С. Коптев [и др.]; под общей редакцией В. Г. Андронова; Минобрнауки России, Юго-Западный государственный университет. Курск: ЮЗГУ, 2021. 203 с.

4. Олейник И. И. Представление сигналов при обработке информации в малобазовой поляризационной измерительной системе // Экономика. Информатика. 2020. № 47(3). С. 422–431.

5. Довбня В. Г., Коптев Д. С., Бабанин И. Г. Оценка потенциальной помехоустойчивости приёма цифровых сигналов, используемых в современных и перспективных системах радиорелейной и спутниковой связи // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2020. Т. 10, № 1. С. 21–35.

6. Мухин И. Е., Хмелевская А. В., Бабанин И. Г. Методологические основы синтеза систем обеспечения электромагнитного доступа средствами радиомониторинга современных систем телекоммуникаций: монография / Юго-Западный государственный университет. Курск, 2016. 316 с.

7. Метод и алгоритм автономного планирования траектории полета беспилотного летательного аппарата при мониторинге пожарной обстановки в целях раннего обнаружения источника возгорания / Р. А. Томакова, С. А. Филист, А. Н. Брежнева [и др.] // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2023. Т. 13, № 1. С. 93–110.

8. Лобач В. Т., Потипак М. В. Измерение дальности медленно движущейся цели радиолокатором с высокой разрешающей способностью по дальности // Известия ЮФУ. Технические науки. 2014. № 11(160). С. 67–75.

9. The conceptual level of analysis and its place in the infological system of information and analytical support in the tasks of operational assessment of threats posed by unmanned aerial vehicles / I. G. Babanin, V. G. Andronov, D. S. Koptev, A. I. Nikolaenko, A.E. Sevriukov // 2021 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems, WECONF 2021 – Conference Proceedings. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2021. P. 9470577. https://doi.org/:10.1109/WECONF51603.2021.9470577

10. Бабанин И. Г., Мухин И. Е., Коптев Д. С. Методологические основы выбора параметров фильтров частотной селекции с учетом эквивалентных энергетических потерь в радиоприёмных устройствах высокоскоростных радиосистем передачи информации: монография / Юго-Западный государственный университет. Курск, 2020. 136 с.

11. Довбня В. Г., Коптев Д. С. Модифицированная математическая модель приемного тракта цифровых линий связи // Телекоммуникации. 2022. № 6. С. 16–23.

12. Оценка помехоустойчивости беспроводных цифровых систем связи при воздействии помех по побочным каналам приема / В. Г. Довбня, А. А. Гуламов, И. Г. Бабанин, Д. С. Коптев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2018. Т. 8, № 3(28). С. 35–40.

13. Оценка дальности передачи видеоинформации различного качества при мониторинге чрезвычайных ситуаций с беспилотного летательного аппарата / М. Ю. Алемпьев, Д. С. Коптев, В. Г. Довбня, Е. В. Скрипкина // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2023. Т. 13, № 2. С. 31–44.

14. Андронов В. Г., Чуев А. А., Юдин И. С. Методика определения отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории по параллаксам изображений подстилающей поверхности // Известия Юго-Западного государственного университета. 2023. Т. 26, № 2. С. 122–141.

15. Оценка влияния воздействия импульсных помех на достоверность принимаемых данных в спутниковых телерадиовещательных системах DVB-S2 / В. Г. Довбня, И. Г. Бабанин, А. И. Николаенко, Н. Ю. Михайлова // Телекоммуникации. 2020. № 7. С. 24–27.

16. Determination of transmission range of high-quality video information when monitoring emergency situations, using unmanned aerial vehicle / D. S. Koptev, V. G. Dovbnya, M. Yu. Alempyev, A. S. Lazarev // Телекоммуникации. 2024. № 6. С. 12–25.

17. Koptev D. S., Floresmilo L. R. H. Principles of organization of information exchange in the complex to ensure search and rescue operations using aviation means // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2023. Т. 17, № 12. С. 51–57.

18. Evaluation of the value of equivalent energy losses due to the quality of frequency synthesis functioning in digital communication systems with quasi-coherent reception of signals with quadrature amplitude keypad / V. G. Dovbnya, D. S. Koptev, L. R. Herman Floresmilo, G. I. Podkhaldin // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2023. Т. 17, № 5. С. 58–63.

19. Evaluation of the influence of the value of the dynamic range of the radio receiver on the noise immunity of receiving signals with quadrature amplitude modulation / V. G. Dovbnya, D. S. Koptev, I. G. Babanin, A. A. Knyazev // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2021. Т. 15, № 6. С. 65–69.

20. Олейник И. И. Представление сигналов при обработке информации в малобазовой поляризационной измерительной системе // Экономика. Информатика. 2020. № 47(3). С. 422–431.