Фомин А.Н., Тяпкин В.Н., Дмитриев Д.Д., Андреев С.Н., Ищук И.Н., Купряшкин И.Ф., Гречкосеев А.К. Теоретические и физические основы радиолокации и специального мониторинга

Учебник. — Под общ. ред. И.Н. Ищука. — Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2016. — 292 с. — ISBN 978-5-7638-3389-8.Учебник состоит из двух разделов.
В первом разделе рассмотрены общие понятия, принципы и физические основы радиолокации, сигналы и помехи в радиолокации, характеристики радиолокационных целей; изложена статистическая теория обнаружения радиолокационных сигналов; представлены методы реализации радиолокационных устройств и систем, основы статистической теории разрешения радиолокационных сигналов, оценивания параметров радиолокационных сигналов.
Во втором разделе изложены принципы синтезирования апертуры антенны и основные свойства синтезированной апертуры; рассмотрены принципы построения радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны и их основные модели. Особое внимание уделено характеристикам обнаружения и разрешения РСА землеобзора и алгоритмам согласованной обработки траекторного сигнала. Приведены перспективные методы обнаружения подвижных объектов методом обратного синтезирования апертуры и его потенциальные возможности.
Предназначен для курсантов учебного военного центра Военно-инженерного института Сибирского федерального университета, обучающихся по специальности 11.05.01 — «Радиоэлектронные системы и комплексы», 11.05.01 — «Применение и эксплуатация средств и систем специального мониторинга».Список применяемых сокращений.
Введение.
Теоретические основы и принципы работы радиолокационных устройств.
Физические основы методов обнаружения и измерения координат целей.
Структура радиолокационного канала.
Структура систем радиолокационного наблюдения.
Элементы радиолокационного канала.
Методы обнаружения и измерения координат цели.
Основные задачи радиолокационного наблюдения.
Методы обнаружения и измерения.
Характеристики радиолокационных целей.
Общие закономерности рассеяния электромагнитных волн наземными объектами.
Дифракция электромагнитных волн.
Распределение отраженного поля по поверхности объектов.
Функция отражения от гладких неоднородностей.
Случайная функция отражения шероховатых неоднородностей.
Функция отражения гладких неоднородностей.
Характеристики отражения целей в различных диапазонах волн.
Статистические характеристики функции отражения.
Распределение плотности вероятности ЭПР.
Обработка радиолокационных наблюдений и обнаружение целей.
Пространственно-временная модель радиолокационного наблюдения. Модель пространственно-временного сигнала.
Случайный характер и помехи в отраженном сигнале.
Оценка апостериорной плотности вероятности сигнала.
Алгоритмы оптимальной обработки радиолокационных наблюдений.
Оптимальная оценка параметра сигнала по максимуму апостериорной плотности вероятности.
Оценка параметра сигнала по функции правдоподобия.
Обнаружение радиолокационных целей.
Оптимальный обнаружитель сигнала цели.
Характеристики обнаружения сигнала.
Дальность радиолокационного обнаружения целей.
Максимальная дальность обнаружения.
Зависимость энергии принимаемого сигнала от параметров РЛС, цели и условий наблюдения.
Способы повышения мощности принимаемого сигнала.
Методика расчета максимальной дальности обнаружения наземной цели.
Определение требуемого отношения «сигнал/помеха».
Определение дальности обнаружения.
Разрешение радиолокационных целей.
Теория разрешения сигналов в радиолокации.
Разрешающая способность РЛС землеобзора.
Различные критерии разрешения.
Функция неопределенности сигнала.
Свойства функции неопределенности.
Влияние помех на функцию неопределенности.
Разрешение целей по дальности, скорости и угловым координатам.
Разрешающая способность сигнала по задержке.
Разрешающая способность когерентного сигнала по частоте.
Разрешающая способность пространственного когерентного сигнала по углу.
Измерение координат и параметров движения целей.
Измерение координат целей.
Определение местоположения цели относительно РЛС.
Оптимальная оценка параметров сигнала.
Потенциальная точность измерения параметров сигнала.
Измерение параметров движения целей.
Параметры движения цели.
Следящая система.Принципы построения систем радиовидения.
Методы радиовидения.
Принцип синтезирования апертуры антенны. Основные свойства синтезированной апертуры.
Алгоритм обработки траекторного сигнала.
Пространственная селекция целей.
Общие закономерности пространственной селекции.
Координатная пространственная селекция.
Геометрические характеристики СА.
Пространственная селекция прямолинейной синтезированной апертуры.
Разрешающая способность прямолинейно движущейся РЛС.
Предельные характеристики движущейся РЛС.
Модель радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны.
Структура модели радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны землеобзора. Траекторный сигнал.
Траекторный сигнал в модели РСА.
Амплитуда и фаза переходной характеристики.
Классификатор целей. Детальность радиолокационного изображения при несогласованной обработке траекторного сигнала.
Статистические характеристики траекторного сигнала.
Точечная цель.
Принципы построения радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны землеобзора.
Структурная схема радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны землеобзора. Приемо-передающий тракт.
Основные элементы РСА землеобзора.
Обеспечение когерентности тракта РСА.
Антенная система.
Поляризационные, энергетические характеристики РСА.
Положение и форма ДН антенны.
Характеристики разрешения радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны землеобзора.
Пространственное разрешение.
Радиометрическое разрешение и динамический диапазон.
Характеристики обнаружения радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны землеобзора.
Дальность обнаружения.
Характеристики зоны обзора.
Точность измерения координат целей.
Обработка траекторного сигнала в радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны.
Алгоритм согласованной обработки траекторного сигнала.
Сигнальный процессор.
Сглаживания спекл-шумов РЛИ.
Требования к системе обработки. Оптическая система обработки.
Формирование светового сигнала.
Фокусировка траекторного сигнала.
Цифровая система обработки. Влияние искажений траекторного сигнала на характеристики радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны.
Структура цифровой системы обработки.
Алгоритм гармонического анализа.
Компенсация траекторных нестабильностей с помощью инерциальной навигационной системы. Автофокусировка изображения в радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны.
Влияние изменения фазы на изображение.
Устранение влияния случайных изменений фазы.
Селекция движущихся целей в радиолокаторах с синтезированной апертурой антенны землеобзора.
Алгоритмы селекции движущихся целей.
Определение СДЦ по радиальной скорости объекта.
Методы обратного (инверсного) синтезирования апертуры.
Разрешающая способность радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны при обратном синтезировании.
Методы обратного синтезирования апертуры.
Характерные особенности методов обратного синтезирования апертуры.
Наблюдение морских целей.
Виды колебаний морских объектов при волнении моря.
Характеристики колебаний кораблей различного типа.
Обзор морской поверхности.
Наблюдение морской поверхности.
Требования к разрешающей способности и точности измерения скорости.
Перспективы развития радиолокационных систем.
Интерферометрический режим измерения высоты объектов.
Доплеровская частота сигнала разрешаемого элемента цели.
Фаза отраженного сигнала радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны при вращении цели.
Многопозиционный режим радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны.
Многопозиционные радиолокаторы с синтезированной апертурой антенны.
Полуактивные РСА.
Поляризационный режим радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны.
Основные направления развития РСА. Поляризационные характеристики объекта.
Поляризационная матрица рассеивания в круговом базисе.
Заключение.
Библиографический список.