www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Распределенная радиолокационная система

Бес-
проводная
сеть
(5 ГГц)
Синхро-
сигнал
(2,4 ГГц)
Модулятор
DDS
(ЦАП)
Демодулятор
(АЦП)
Синхро-
низирующее
устройство
УМ
МШУ
LO
Процессор
беспроводной
сети

Рисунок 1. Структурная схема радиолокационного спутника с беспроводным цифровым диаграммообразованием

Бес-
проводная
сеть
(5 ГГц)
Синхро-
сигнал
(2,4 ГГц)
Модулятор
DDS
(ЦАП)
Демодулятор
(АЦП)
Синхро-
низирующее
устройство
УМ
МШУ
LO
Процессор
беспроводной
сети

Рисунок 1. Структурная схема радиолокационного спутника с беспроводным цифровым диаграммообразованием

Бес-
проводная
сеть
(5 ГГц)
Синхро-
сигнал
(2,4 ГГц)
Модулятор
DDS
(ЦАП)
Демодулятор
(АЦП)
Синхро-
низирующее
устройство
УМ
МШУ
LO
in
in
out
out
Процессор
беспроводной
сети

Рисунок 1. Структурная схема радиолокационного спутника с беспроводным цифровым диаграммообразованием

Распределенная радиолокационная система

Распределенная радиолокационная система (Distributed Radar System, DRS) или радиолокационная система с цифровой распределенной решеткой (Digital Distributed-array Radar System, DDRS) состоит из множества небольших когерентных радиолокационных фронтендов (так называемых радиолокационных спутников). Термином «фронтенд» в данном контексте называют некоторую часть схемы радиолокатора, включающую в себя, как правило, антенную систему, фидерный тракт, а также части приемной и передающей систем. Радиолокационные спутники распределяются в виде разреженной решетки на поверхности крупного объекта и используют общую обработку радиолокационных сигналов. Обработка сигнала выполняется так же как для фазированной антенной решетки с цифровым формированием луча. В отличие от MIMO-радиолокатора, все элементы излучают одинаковый сигнал (единственным отличием может быть смещение сигналов разных фронтендов на оси времени). Площадь поверхности, на которой распределены радиолокационные спутники, может быть очень большой. Таким образом, имеется возможность сформировать достаточно узкий луч антенны, что обеспечивает высокую точность измерения координат целей.

Каждый радиолокационный спутник содержит передатчик, приемник, антенный элемент и небольшой процессор, который передает необработанные данные через интернет-соединение (кабельное, оптоволоконное или беспроводное) на контроллер управления лучом (сервер). Преимуществом беспроводных локальных сетей является возможность быстрого конфигурирования системы, а недостатком — то, что в контроллере необходимо учитывать разницу во временах запаздывания сигналов, полученных от разных радиолокационных спутников. В отличие от этого, длина кабельной или оптоволоконной линии может быть сделана одинаковой. В центральном контроллере разницы между временами запаздывания компенсируются для форсирования основного луча антенной решетки.

Таким способом, например, в мобильном варианте, склон горы (холма) может быть использован для создания радиолокатора большой дальности действия за очень короткое время (посредством так называемой «спешно формируемой сети»). Эсминец класса «Zumwalt» для демонстрационных целей был оснащен 1 200 радиолокационными спутниками, распределенными по его корпусу случайным образом. Раздельное цифровое диаграммообразование для передающей и для приемной антенны позволяет одновременно выполнять несколько задач, таких как обзор пространства, сопровождение целей и навигация. Следовательно система DRS всегда представляет собой многофункциональный радиолокатор. По причине того, что поверхность антенны не обязательно является ровной и, в общем случае, может принимать любую форму, возник термин гибкая распределенная радиолокационная система (Flexible Distributed Radar System, FlexDRS).

В 1987 году этот метод был запатентован Гаспаром Галати (Gaspare Galati) и Гиацинто Лоскуардо (Giacinto Losquardo) из компании Alenia (в настоящее время являющейся частью компании Selex SI). Однако Alenia не смогла наладить серийное производство этих радиолокационных спутников и решить проблемы с поддержанием когерентности.

Source: Attia E. H. and Abend K., “An experimental demonstration of a distributed array radar”, published by University of Western Ontario in “Antennas and Propagation Society Symposium. 1991 digest” IEEE, 1991, ISBN 0-7803-0144-7