Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Мультистатическая радиолокационная система

Мультистатическая радиолокационная система содержит несколько пространственно разнообразные моностатические радиолокационные или бистатические радиолокационные компоненты с общей площадью покрытия. Важным отличием систем, основанных на этой индивидуальной геометрии радара, является дополнительное требование для некоторого уровня объединения данных между компонентами. Пространственное разнообразие, обеспечиваемое мультистатическими системами, позволяет одновременно рассматривать различные аспекты цели. Возможность получения информации может дать ряд преимуществ по сравнению с обычными системами.

Мультистатический радар часто называют «многопозиционным» или «сетевым» радаром, и его можно сравнить с идеей макроразнообразия в коммуникациях. Еще одно подмножество мультистатических радаров, связанных со связью, - это радары MIMO .

Характеристики [ править ]

Поскольку мультистатический радар может содержать как моностатические, так и бистатические компоненты, преимущества и недостатки каждого радара также применимы к мультистатическим системам. Система с передатчиками и приемниками будет содержать эти пары компонентов, каждая из которых может иметь различный бистатический угол и поперечное сечение радара цели . Следующие характеристики являются уникальными для мультистатической схемы, в которой присутствует несколько пар передатчик-приемник:

Обнаружение [ править ]

Увеличенное покрытие в мультистатическом радаре может быть получено за счет расширения геометрии радара по всей зоне наблюдения - так, чтобы цели с большей вероятностью были физически ближе к парам приемников передатчика и, таким образом, достигли более высокого отношения сигнал / шум .

Пространственное разнесение также может быть полезным при объединении информации от множества пар передатчик-приемник, которые имеют общее покрытие. Путем взвешивания и интегрирования отдельных отраженных сигналов (например, с помощью детекторов на основе отношения правдоподобия) обнаружение может быть оптимизировано, чтобы уделять больше внимания более сильным отраженным сигналам, полученным от определенных значений поперечного сечения моностатического или бистатического радара или от благоприятных трасс распространения при принятии решения о присутствует ли цель. Это аналогично использованию разнесения антенн в попытке улучшить каналы беспроводной связи.

Это полезно в тех случаях, когда эффекты многолучевого распространения или затенения могут в противном случае привести к снижению эффективности обнаружения, если используется только один радар. Одна заметная область интереса - это помехи на море, и то, как разнообразие отражательной способности и доплеровский сдвиг могут оказаться полезными для обнаружения в морской среде.

Многие малозаметные транспортные средства предназначены для отражения энергии радара от ожидаемых источников радара, чтобы обеспечить как можно меньший возврат к моностатической системе. Это приводит к тому, что больше энергии излучается в направлениях, доступных только для мультистатических приемников.

Разрешение [ править ]

Решение нескольких целей с помощью мультистатического радара

Разрешение может выиграть от пространственного разнесения из-за наличия множества пространственно разнесенных профилей в нижнем диапазоне. Обычный радар обычно имеет гораздо более низкое разрешение по поперечному диапазону по сравнению с разрешением по низкому диапазону, таким образом, существует потенциал для выигрыша за счет пересечения эллипсов постоянного бистатического диапазона .

Это включает в себя процесс связывания обнаружения отдельных целей для формирования совместного обнаружения. Из-за того, что цели не взаимодействуют друг с другом, при наличии нескольких целей существует вероятность образования неоднозначностей или «целей-призраков». Их можно уменьшить за счет увеличения объема информации (например, использования доплеровской информации, увеличения разрешения на малой дальности или добавления дополнительных пространственно разнесенных радаров к мультистатической системе).

Классификация [ править ]

Такие характеристики цели, как изменение поперечного сечения радара или модуляция реактивного двигателя, могут наблюдаться парами передатчик-приемник в мультистатической системе. Получение информации за счет наблюдения за различными аспектами цели может улучшить классификацию цели. Большинство существующих систем ПВО используют серию сетевых моностатических радаров без использования бистатических пар внутри системы.

Надежность [ править ]

Повышенная живучесть и «постепенная деградация» могут быть результатом пространственно распределенной природы мультистатического радара. Неисправность передатчика или приемника моностатической или бистатической системы приведет к полной потере функциональности радара. С тактической точки зрения, один большой передатчик будет легче обнаружить и уничтожить по сравнению с несколькими распределенными передатчиками. Точно так же может быть все труднее сосредоточить глушение на нескольких приемниках по сравнению с одним сайтом.

Пространственно-временная синхронизация [ править ]

Чтобы определить дальность или скорость цели относительно мультистатической системы, требуется знание пространственного положения передатчиков и приемников. Также необходимо поддерживать общий стандарт времени и частоты, если приемник не находится в прямой видимости передатчика. Как и в случае с бистатическим радаром, без этого знания информация, передаваемая радаром, была бы неточной. Для систем, использующих объединение данных перед обнаружением, существует потребность в точной временной и / или фазовой синхронизации различных приемников. Для слияния на уровне сюжета отметки времени с использованием стандартных часов GPS (или аналогичных) более чем достаточно.

Пропускная способность связи [ править ]

Увеличение количества информации от нескольких моностатических или бистатических пар в мультистатической системе должно быть объединено для реализации преимуществ. Этот процесс слияния может варьироваться от простого случая выбора графиков из приемника, ближайшего к цели (игнорируя другие), с увеличением сложности до эффективного формирования диаграммы направленности посредством слияния радиосигналов. В зависимости от этого может потребоваться широкая полоса пропускания связи для передачи соответствующих данных в точку, где они могут быть объединены.

Требования к обработке [ править ]

Объединение данных всегда будет означать увеличение объема обработки по сравнению с одним радаром. Однако это может быть особенно дорогостоящим с точки зрения вычислений, если при слиянии данных требуется значительная обработка, например, попытки увеличить разрешение.

Примеры мультистатических радарных систем [ править ]

  • Сетчатая радарная система Массачусетского технологического института. [1]
  • Сеть автомобильных радаров Гамбургского технологического университета [2]
  • Оперативная радиолокационная сеть Джиндали
  • Радар некогерентного рассеяния EISCAT [3]
  • Экспериментальный бимультистатический радар непрерывного излучения Норвежского научно-исследовательского центра [4]
  • Пассивная многостатическая радиолокационная система SAIC [5]
  • Система NetRad Университетского колледжа Лондона [6] [7]
  • Береговое судно Xidian University Bi / мультистатический загоризонтный радар наземных волн [8]

Некоторые пассивные радиолокационные системы используют несколько пространственно разнесенных передатчиков и, следовательно, могут считаться мультистатическими.

Ссылки [ править ]

  1. ^ GH Knittel. Фаза II Демонстрация радара Netted. Технический отчет NASA STI / Recon N 81, октябрь 1980 г.
  2. ^ Ф. Фолстер и Х. Ролинг. «Объединение данных и отслеживание для автомобильных радарных сетей». Интеллектуальные транспортные системы, IEEE Transactions on, 6 (4): 370–377, декабрь 2005 г.
  3. ^ "Объекты EISCAT" . EISCAT . Проверено 23 мая 2015 .
  4. ↑ Т. Йонсен, К. Э. Олсен и Р. Гундерсен. «Измерение зависания вертолета с помощью би- / мультистатического радара непрерывного действия». Radar Conference, 2003. Proceedings of the 2003 IEEE, pages 165–170, May 2003.
  5. ^ С. Карсон, Д. Килфойл, М. Поттер и Дж. Вэнс. «Пассивная многостатическая радиолокационная система». Труды Международной конференции IET по радиолокационным системам, октябрь 2007 г.
  6. ^ TE Дерхэм, С. Даути, К. Вудбридж и CJ Бейкер. «Разработка и оценка недорогой мультистатической сетевой радарной системы». Радар, сонар и навигация, IET, 1 (5): 362–368, октябрь 2007 г.
  7. ^ SR Даути. «Разработка и оценка характеристик мультистатической радиолокационной системы» , докторская диссертация, октябрь 2008 г.
  8. ^ С. Baixiao, С. Duofang, З. Shouhong, З. Хао и Л. Maocang. «Экспериментальная система и экспериментальные результаты для берегового судового би / мультистатического загоризонтного радара с наземными волнами», Радар, 2006. CIE '06. Международная конференция, страницы 1–5, октябрь 2006 г.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Черняк, В.С. (1998). «Основы многопозиционной радиолокационной системы». Издательство Gordon and Breach Science. ISBN 90-5699-165-5 . 
  • Ли, Дж. Стойка, П. (редактор) (2008). «Обработка радиолокационных сигналов MIMO». Wiley-IEEE Press. ISBN 0-470-17898-1 . 
  • М.М. Нагш, М. Модаррес-Хашеми, С. Шахбазпанахи, М. Солтаналиан, П. Стойка, « Унифицированная система оптимизации для разработки многостатического радиолокационного кода с использованием критериев теории информации », IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 61, нет. 21. С. 5401–5416, 1 ноября 2013 г.