Мобильное радиолокационное устройство для изотропного наблюдения малоразмерных движущихся объектов в верхней полусфере

При проведении природоохранных, исследовательских работ, а также при возникновении чрезвычайных ситуаций в удалённых или труднодоступных местностях, возникает необходимость в оперативном получении информации о всех наземных, надводных и воздушных объектах, перемещающихся в пределах обследуемого района (в радиусе 6–10 км). В качестве объектов наблюдения могут рассматриваться люди, животные, птицы, лодки, автомобили, легкие самолёты, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) и др. Учитывая, что характер рельефа местности в районе применения заведомо не предсказуем, объекты наблюдения могут находиться как на горизонтальных его участках, так и на склонах возвышенностей и гор. В то же время летающие объекты наблюдения могут занимать положения в зенитной зоне, т. е. непосредственно над пунктом наблюдения. Решать задачу наблюдения в описанных выше условиях целесообразно с помощью мобильного радиолокационного устройства, способного изотропно обозревать верхнюю полусферу пространства. Под изотропностью обзора в данном случае понимается одинаковая эффективность обнаружения как наземных (надводных) объектов, так и находящихся на склонах складок местности и в воздухе, включая зенитную зону (непосредственно над радиолокатором). Мобильность устройства продиктована необходимостью его доставки к месту применения без использования специальной техники, вплоть до ручной переноски. Для достижения изотропности мобильное устройство построено на основе цифровой фазированной антенной решётки (ФАР), поверхность которой представляет собой верхнюю половину геодезического купола, приближающуюся по форме к полусфере. На треугольных гранях геодезического купола расположены излучатели антенной решётки – патч-излучатели с круглыми излучающими пластинами, имеющими по две точками питания каждая. Это даёт возможность создавать любой вид поляризации излучаемых электромагнитных волн, включая и круговую. Последнее обстоятельство позволяет эффективно обнаруживать воздушные летающие объекты независимо от их ориентации в картинной плоскости относительно радиолокатора. Это особенно актуально при наблюдении воздушных объектов непосредственно над радиолокатором. Каждый излучатель ФАР с помощью двух коаксиальных линий передачи подключается к своему приёмопередающему модулю, образуя приёмопередающий канал. Все приёмопередающие каналы управляются специальным вычислителем, синтезирующим для каждого из них цифровые сигналы с амплитудами и начальными фазами, соответствующими направлению зондирования пространства. В режиме передачи эти сигналы в приёмопередающих модулях приводятся к аналоговой форме, преобразуются по частоте в сторону повышения, усиливаются и, с помощью излучателей, излучаются в пространство. В режиме приёма принятые излучателями сигналы в приёмопередающих модулях преобразуются по частоте в сторону понижения, приводятся к цифровому виду и поступают в специальный вычислитель, где подвергаются фильтрации, накоплению, оптимальной обработке. С помощью специальных алгоритмов из принятых сигналов извлекается информация о координатах наблюдаемых объектов. Изотропность обнаружительных возможностей предлагаемого устройства обусловлена формой используемой в нём цифровой фазированной антенной решётки – формой верхней части геодезического купола, близкой к полусфере. В этом случае в каждом из направлений в верхней полусфере для обнаружения объектов используется приблизительно одинаковое количество излучателей, поэтому излучаемая мощность во всех возможных направлениях оказывается приблизительно одинаковой, что, при прочих равных условиях, способствует одинаковым условиям для обнаружения объектов.