cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2017-20-6-141-151caht-1166Research ArticleРадиотехника и связьRadio engineering and communicationМОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ ДЛЯ РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОЙ ПЛОЩАДИ РАССЕЯНИЯ ИМИТАТОРА РАДИОЛОКАЦИОННОГО ОБЪЕКТАMODEL AND ALGORITHM FOR CALCULATION OF THE RADAR SIMULATOR OBJECT EFFECTIVE SQUARE OF SCATTERINGАкиншинР. Н.AkinshinR. N.

Акиншин Руслан Николаевич, доктор технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник.

Москва.

Ruslan N. Akinshin, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Senior Researcher.

Moscow.

rakinshin@yandex.ruБортниковА. А.Bortnikov,A. A.

Бортников Андрей Александрович, ведущий инженер.

Тула.

Andrey A. Bortnikov, Leading Engineer. 

Tula.

cdbae@cdbae.ruЦыбинС. М.TsibinS. M.

Цыбин Станислав Михайлович, ведущий инженер.

Тула.

Stanislav M. Tsibin, Leading Engineer. 

Tula.

cdbae@cdbae.ruМамонЮ. И.MamonYu. I.

Мамон Юрий Иванович, доктор технических наук, главный специалист.

Тула.

Yury I. Mamon, Doctor of Technical Sciences, Chief Specialist. 

Tula.

cdbae@cdbae.ruМинаковЕ. И.MinakovE. I.

Минаков Евгений Иванович, доктор технических наук, доцент, профессор. 

Тула.

Evgeny I. Minakov, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor. 

Tula.

EMinakov@bk.ruСекция прикладных проблем РАН.РоссияSSP RAS.Russian FederationЦентральное конструкторское бюро аппаратостроения.РоссияCDBAE.Russian FederationТульский государственный университет.РоссияTula state University.Russian Federation201717012018206141151Copyright © Акиншин Р.Н., Бортников А.А., Цыбин С.М., Мамон Ю.И., Минаков Е.И., 20182018Акиншин Р.Н., Бортников А.А., Цыбин С.М., Мамон Ю.И., Минаков Е.И.Akinshin R.N., Bortnikov, A.A., Tsibin S.M., Mamon Y.I., Minakov E.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1166

Для сокращения затрат на натурные испытания отражающих свойств имитаторов баллистических объектов (БО) целесообразно разработать модель и алгоритм для расчета эффективной поверхности рассеяния таких радиолокационных объектов. В качестве имитатора баллистических объектов выбирается сложный радиолокационный отражатель, изготовленный из диэлектрика без потерь в виде сферической линзы Люнеберга с покрытием из высокоэлектропроводного сплава, а также усеченного конуса, диска и цилиндрических элементов. Предложены этапы апертурного варианта отражения от внутренней поверхности линзы Люнеберга. Разработана физическая модель отражения на элементах конструкции и методика моделирования с алгоритмом расчета эффективной поверхности рассеяния. Разработан алгоритм расчета резонансной эффективной поверхности рассеяния баллистических объектов. Этот алгоритм представлен в графическом виде. Представлен интерфейс вычислительного комплекса. В качестве имитатора баллистического объекта выбран сложный радиолокационный отражатель, изготовленный из диэлектрика без потерь в виде сферы с покрытием из высокоэлектропроводного сплава, а также усеченного конуса, диска и цилиндрических элементов. Графически представлены сравнительные индикатрисы имитатора баллистических объектов. Сделан вывод по сравнительному анализу результатов измерения в натурных условиях и результатов моделирования. Приведены примеры численных расчетов ЭПР головной части имитатора БО с увеличенной ЭПР и увеличенной всеракурсностью обзора. Исследованы варианты головных частей имитатора БО с увеличенной ЭПР и увеличенной всеракурсностью обзора с оптимальным размещением радиолокационного диэлектрического отражателя и уголкового блока с секционным размещением диэлектрических отражателей.

To reduce the cost of field tests of the ballistic objects (BO) simulators reflection properties, it is advisable to develop a model and algorithm for calculation of the radar objects effective surface scattering. As a simulator of ballistic objects a complex radar reflector, made of a lossfree dielectric is chosen. It looks like a spherical Luneburg lens with a coating of high-conductivity alloy as well as a truncated cone, disk, and cylindrical elements. The stages of aperture version of reflection from the inner surface of the Luneburg lens are proposed. A physical model of the reflection on the elements of design and the technique of modeling with a calculation algorithm of the effective surface scattering are developed. The algorithm of calculation of the ballistic objects resonance effective surface scattering is worked out. This algorithm is presented in a graphical form. The interface of the computing complex is presented. As a simulator of ballistic object we selected a complex radar reflector, made of a lossfree dielectric sphere with a coating of high-conductivity alloy as well as of a truncated cone, disk, and cylindrical elements. The comparative indicatrices of ballistic objects simulator are presented. The conclusion on the comparative analysis of the results of measurements in situ and modeling results is made. The examples of numerical calculations of the ESR of the head part of the BO simulator with increased ESR and increased all-aspect view are given. The options of the BO simulator head parts with increased ESR and increased all-aspect view with optimal placement of radar dielectric reflector and a corner unit with sectional placement of dielectric reflectors are analyzed.

эффективная поверхность рассеяниябаллистический объектрадиолокационный отражательeffective surface scatteringballistic objectradar reflectorReferencesРадиоэлектронные системы. Основы построения и теория: справочник / под ред. Я.Д. Ширмана. М.: ЗАО «Маквис», 1998. 825 с.Radioelektronnye sistemy. Osnovy postroeniya. Spravochnik [Radio electronic systems. Fundamentals of construction and theory. Handbook ed. Ya.D. Shirman]. М., Joint-Stock Company "Makvis", 1998, 825 p. (in Russian)Штагер Е.А. Рассеяние радиоволн на телах сложной формы. М.: Радио и связь, 1986. 183 с.Stager E.A. Rasseyanie radiovoln na telach slozhnoy formy [Scattering of radio waves on bodies of complex shape]. M., Radio and Communication, 1986, 183 p. (in Russian)Макаровец Н.А., Себякин А.Ю. Измерение эффективной площади рассеяния головной части имитатора воздушной цели // Сборник тезисов докладов XXIV научной сессии, посвященной Дню радио. Тула: ТулГУ, 2006. С. 176–179.Makarovets N.A., Sebyakin A.Yu. Izmerenie effektivnoy ploschadi rasseyaniya golovnoy chasti imitatora vozdushnoy tseli [Measurement of the effective scattering area of the head part of the air target simulator]. [Collection of theses of the reports of the XXIV scientific session dedicated to Radio Day]. Tula, Tula State University, 2006, pp. 176–179. (in Russian)Sullivan D.M. Electromagnetic Simulation Using the FDTD Method. NY, IEEE Press, 2000, 165 p.Sullivan D.M. Electromagnetic Simulation Using the FDTD Method. NY, IEEE Press, 2000, 165 p.Taflove A., Hagness S. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference TimeDomain Method, NY, Artech House, 2000, 467 p.Taflove A., Hagness S. Computational Electrodynamics: The Finite-Difference TimeDomain Method. NY, Artech House, 2000, 467 p.Gibbson D. The Method of Moments in Electromagnetics. NY, Chapman&Hall CRC, 2008, 594 p.Gibbson D. The Method of Moments in Electromagnetics. NY, Chapman & Hall CRC, 2008, 594 p.Уфимцев П.Я. Основы физической теории дифракции. М.: Бином, 2009. 352 с.Ufimtsev P.Ya. Osnovy fizicheskoy teorii difraktsii [Fundamentals of the physical theory of diffraction]. M., Binom, 2009, 352 p. (in Russian)Миллиметровая радиолокация: методы обнаружения и наведения в условиях естественных и организованных помех / А.Б. Борзов [и др.]. М.: Радиотехника, 2010. 376 с.Millimetrovaya radiolokatsiya: metody obnaruzheniya I navedeniya v usloviyah estestvennyh I organizovannyh pomeh [Millimeter radar: methods of detection and guidance in conditions of natural and organized interference]. A.B. Borzov [and others]. M., Radiotekhnika, 2010, 376 p. (in Russian)Методы синтеза геометрических моделей сложных радиолокационных объектов / А.Б. Борзов [и др.] // Электромагнитные волны и электронные системы. 2003. Т. 8. № 5. С. 55–63.Metody sinteza geometricheskih modeley slozhnyh radiolokatsionnyh ob’ektov [Methods of synthesis of geometric models of complex radar objects]. A.B. Borzov [and others]. Elektromagnitnye volny I elektronnye sistemy [Electromagnetic waves and electronic systems], 2003, № 5, pp. 55–63. (in Russian)Антифеев В.Н., Борзов А.Б., Сучков В.Б. Физические модели радиолокационных полей рассеяния объектов сложной формы. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. 61 с.Antifeyev V.N., Borzov A.B., Suchkov V.B. Fizicheskie modeli radiolokatsionnyh poley rasseyaniya ob’ektov slozhnoy formy [Physical models of the radar fields of scattering of objects of complex shape]. M., MSTU n. N.E. Bauman, 2003, 61 p. (in Russian)Кoбак В.О. Радиoлoкациoнные oтражатели. М.: Сoветское радиo. 1975. 244 с.Kobak V.O. Radiolokatsionnye otrazhateli [Radiolocation convolutions]. M., Soviet radio, 1975, 244 p. (in Russian)Майзельс Е.Н., Тoргoванoв В.А. Измерение характеристик рассеяния радиoлoкациoнных целей. М.: Сoветское радиo. 1972. 232 с.Maisels E.N., Torgovanov V.A. Izmerenie harakteristik rasseyaniya radiolokatsionnyh tseley [Measurement of the characteristics of the scattering of radiolocation targets]. M., Soviet radio, 1972, 232 p. (in Russian)Теоретические и экспериментальные исследования поляризационных характеристик двугранных и трехгранных вогнутых структур / А.Б. Борзов [и др.] // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т. 15. № 7. С. 27–40.Teoreticheskie i eksperimentalnye issledovaniya polyarizatsionnyh harakteristik dvugrannyh struktur [Theoretical and experimental studies of the polarization characteristics of dihedral and trihedral concave structures]. Borzov A.B. [and others]. Elektromagnitnye volny i elektronnye sistemy [Electromagnetic waves and electronic systems, 2010, Vol. 15, no. 7, pp. 27–40.Обнаружение групповой воздушной цели по угловому шуму / Н.С. Акиншин, Э.А. Амирбеков, Р.П. Быстров, А.В. Хомяков // Радиотехника, 2014. № 12. С. 70–76.Akinshin N.S., Amirbekov E.A., Bystrov R.P., Khomyakov A.V. Obnaruzhenie gruppovoy vozdushnoy tseli po uglovomu shumu [Detection of a group air target for angular noise]. Radiotechnika [Journal of Radio Engineering], 2014, no. 12, pp.70–76. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.