Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Моделирование процесса регистрации радиоголограмм объектов сложной формы радиолокаторами малой и сверхмалой дальности

# 06, июнь 2014
DOI: 10.7463/0614.0712294
Файл статьи: Razevig_V.pdf (1066.37Кб)
автор: Разевиг В. В.

УДК 621.396.967

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Радиолокация представляет собой средство расширения возможностей человека определять наличие и положение объектов за счет использования явлений отражения радиоволн этими объектами. В последнее время все больший интерес вызывает радиолокация малой и сверхмалой дальности, позволяющая определять форму и, в некоторых случаях, внутреннюю структуру зондируемых объектов.
Для проектирования и оценки эффективности современных радиолокаторов, для проверки разрабатываемых алгоритмов восстановления необходимы радиоголограммы различных объектов, полученные в различных условиях. Радиоголограммы не могут быть получены только на основе экспериментальных исследований, связанных с измерениями полей рассеяния реальных объектов, т.к. такие эксперименты в большинстве своем трудоемки и обходятся весьма дорого. Поэтому весьма актуальной является задача моделирования процессов рассеяния электромагнитных волн объектами исследования.
Исследование посвящено разработке и реализации на ЭВМ метода математического моделирования процесса регистрации радиоголограмм объектов сложной формы радиолокаторами малой и сверхмалой дальности.
Для задания формы объекта используется пакет Autodesk 3ds Max — система для создания и редактирования трехмерной графики и анимации. На следующем этапе поверхность созданного объекта описывается набором треугольных граней (фацетов). При расчетах отраженного поля используется окончательное представление объекта в виде массива точечных отражателей, при этом используется модель однократного рассеяния, не учитывающая переотражение и взаимное влияние отражателей.
Также описаны методы восстановления радиоголограмм, позволяющие получать функцию, описывающую отражательную способность объекта, по которой в большинстве случаев можно легко определить форму объекта.
Адекватность модели подтверждается сравнением результатов компьютерного моделирования с экспериментальными радиоголограммами.
Модель может быть использована для получения зависимости разрешения в плоскости зондирования от используемой частоты, шага сканирования и расстояния до объекта, зависимости разрешения по дальности от используемой полосы частот, для оценки размера области сканирования, диапазона однозначных дальностей и для ответа на другие вопросы, возникающие при проектировании радиолокаторов малой и сверхмалой дальности.

 

Список литературы
  1. Гошин Г.Г. Устройства СВЧ и антенны: учеб. пособие. В 2 ч. Ч. 2. Антенны. Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2003. 130 с.
  2. Еремин Ю.А., Зимнов М.Х., Кюркчан А.Г. Теоретические методы анализа характеристик рассеяния электромагнитных волн. Стационарные задачи // Радиотехника и электроника. 1992. Т. 37, № 1. С. 14–31.
  3. Журавлев А.В., Ивашов С.И., Бугаев А.С., Разевиг В.В., Васильев И.А. Разработка методов, основанных на регистрации и восстановлении голографических радиолокационных изображений СВЧ диапазона, для создания высокопроизводительных железнодорожных терминалов досмотра пассажиров // Третья российская конференции с международным участием «Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения» УКИ’12 (Москва, 16-19 апреля 2012 г.): тр. М.: ИПУ РАН, 2012. С. 321–333. Режим доступа: http://cmm.ipu.ru/sites/default/cmm12cd/CD/Papers/report_pdfed_.pdf (дата обращения 01.05.2014).
  4. Ивашов С.И., Васильев И.А., Журавлев А.В., Разевиг В.В. Разработка технологии голографических подповерхностных радиолокаторов и ее применение // Успехи современной радиоэлектроники. 2009. № 1–2. С. 5–18.
  5. Мэрдок К . Autodesk 3ds Max 2013. Библия пользователя: пер. с англ. М.: Диалектика, 2013. 816 с.
  6. Нотт Е.Ф., Сеньор Т. Сравнение трех методов, применяемых в высокочастотной теории дифракции // ТИИЭР. 1974. Т . 62, № 11. С . 63–71. [Knott E.F., Senior T.B.A. Comparison of three high-frequency diffraction techniques // Proc. IEEE . 1974. Vol . 62, no . 11. P . 1468-1474. DOI : 10.1109/PROC.1974.9653 ].
  7. Олюнин Н.Н. Фасеточная модель в задачах рассеяния электромагнитных волн на телах с импедансной поверхностью // Труды МФТИ. 2009. Т. 1, № 2. С. 84–91.
  8. Петров Д.Ю. Математическое моделирование дифракции электромагнитных волн на телах сложной формы и некоторые его приложения: дис. … канд. физ.-мат. наук. М., 2002. 171 с.
  9. Потехин А.И. Некоторые задачи дифракции электромагнитных волн. М.: Советское радио, 1948. 136 с.
  10. Радиолокационные характеристики летательных аппаратов / М.Е. Варганов, Ю.С. Зиновьев, Л.Ю. Астанин и др.; под ред. Л.Т. Тучкова. М.: Радио и связь, 1985. 236 с.
  11. Разевиг В.В., Бугаев А.С., Ивашов С.И., Васильев И.А., Журавлев А.В. Влияние ширины полосы частот на качество восстановления подповерхностных радиоголограмм // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 3. С. 3–13.
  12. Разевиг В.В., Бугаев А.С., Ивашов С.И., Васильев И.А., Журавлев А.В. Восстановление микроволновых голограмм, полученных подповерхностным радиолокатором РАСКАН // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 9. С. 51–58.
  13. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2002. 608 с.
  14. Чапурский В.В. Синтезирование радиоизображений объектов с помощью линейной антенной решетки типа MIMO // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 8. Режим доступа: http://engjournal.ru/catalog/pribor/radio/323.html (дата обращения 01.05.2014).
  15. Штагер Е.А. Рассеяние радиоволн на телах сложной формы. М.: Радио и связь, 1986. 184 с.
  16. Юсеф Н.Н. Эффективная площадь отражения сложных радиолокационных целей // ТИИЭР. 1989. Т . 77, № 5. С . 100–112. [Youssef N.N. Radar cross section of complex targets // Proc. IEEE. 1989. Vol. 77, iss. 5. P. 722-734. DOI: 10.1109/5.32062 ].
  17. De Lano R.H. A Theory of Target Glint or Angular Scintillation in Radar Tracking // Proc. IRE. 1953. Vol. 41, no. 4. P. 61–63.
  18. Gunes O., Buyukozturk O. Simulation-based microwave imaging of plain and reinforced concrete for nondestructive evaluation // International Journal of the Physical Sciences. 2012. Vol. 7, no. 3. P. 383–393.
  19. Qi Y. L., Tan W. X., Wang Y. P., Hong W., Wu Y. R. 3D bistatic Omega-K imaging algorithm for near range microwave imaging systems with bistatic planar scanning geometry // Progress in Electromagnetics Research. 2011. Vol. 121. P. 409–431.
  20. Qi Y., Wang Y., Tan W., Hong W. Application of sparse array and MIMO in near-range microwave imaging // Proc. SPIE 8179, SAR Image Analysis, Modeling, and Techniques XI. 2011. P. 81790X-1–81790X-12. DOI:10.1117/12.898071
  21. Sheen D. M., McMakin D. L., Hall T. E. Three-Dimensional Millimeter-Wave Imaging for Concealed Weapon Detection // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2001. Vol. 49, no. 9. P. 1581-1592. DOI: 10.1109/22.942570
  22. Wang L., Al-Jumaily A. M., Simpkin R. Holographic Microwave Imaging Array for Brain Stroke Detection // Journal of Signal and Information Processing. 2013. No. 4. P. 96–101.
  23. Zhang Z.Q., Liu Q.H., Xiao C., Ward E., Ybarra G., Joines W.T. Microwave breast imaging: 3-D forward scattering simulation // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2003. Vol. 50, no. 10. P. 1180–1189. DOI: 10.1109/TBME.2003.817634
  24. 3D Model - Dante Naked // graphixshare: website. Available at: http://www.graphixshare.com/3d/406115-3d-model-dante-naked.html, accessed 01.05.2014.





Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2020 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)