Удосконалення методу виявлення малопомітних повітряних об’єктів мережею двох малогабаритних радарів при децентралізованій обробці інформації

Автор(и)

  • Геннадій Володимирович Худов Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, Україна http://orcid.org/0000-0002-3311-2848
  • Андрій Андрійович Звонко Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Україна https://orcid.org/0000-0002-7410-799X
  • Олександр Олексійович Костиря Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, Україна https://orcid.org/0000-0003-3363-2015
  • Микола Юрійович Миронюк Національний університет оборони України, Україна https://orcid.org/0000-0002-7164-2700
  • Дмитро Володимирович Башинський Державний науково-дослідний інститут авіації, Україна https://orcid.org/0000-0002-4949-6225
  • Юрий Станиславович Соломоненко Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, Україна https://orcid.org/0000-0002-6503-7475
  • Артем Валерійович Ірха Науково-дослідний інститут воєнної розвідки, Україна https://orcid.org/0000-0002-9509-8930
  • Євген Євгенович Дудар Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Україна https://orcid.org/0000-0002-3103-8672
  • Костянтин Ігорович Снітков Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Україна https://orcid.org/0000-0003-0562-7614
  • Андрій Миколайович Поліщук Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, Україна https://orcid.org/0000-0003-2572-0920

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.302502

Ключові слова:

малогабаритний радар, виявлення повітряного об’єкту, децентралізована обробка, умовна імовірність правильного виявлення

Анотація

Об’єктом дослідження є процес виявлення малопомітних повітряних об’єктів мережею двох малогабаритних радарів з децентралізованою обробкою сигналів. Основна гіпотеза дослідження полягала в тому, що об’єднання двох малогабаритних радарів у мережу дозволить підвищити якість виявлення малопомітних повітряних об’єктів з децентралізованою обробкою сигналів.

Удосконалений метод виявлення малопомітного повітряного об’єкту мережею двох малогабаритних радарів при децентралізованій обробці, на відміну від відомих, передбачає:

– кожен радар випромінює свій зондувальний сигнал;

– кожен радар приймає тільки свій сигнал;

– узгоджена фільтрації в приймальній системі кожного радару свого сигналу;

– квадратичне детектування в кожному радарі свого сигналу;

– знаходження суми продетектованих сигналів в кожному радарі на виході свого узгодженого фільтру;

– попереднє виявлення сигналу проводиться кожним радаром окремо;

– в кожному елементі дальності проводиться порівняння сигналу з пороговим рівнем;

– при перевищенні порогового рівня в елементі дальності, такому елементу дальності присвоюється значення одиниці, в противному випадку – нуль;

– послідовність отриманих таким чином нулів та одиниць в кожному радару мережі передається до центрального пункту обробки;

– в центральному пункту обробки приймається рішення про наявність або відсутність малопомітного повітряного об’єкта у елементі дальності. Таке рішення приймається за результатами сумісної обробки двійкових послідовностей, що поступають від радарів, по критерію «k з m».

Встановлено, що при виявленні малопомітного повітряного об’єкта мережею двох малогабаритних радарів при децентралізованій обробці інформації забезпечується вище значення умовної імовірності правильного виявлення в середньому на (19–26) %

Біографії авторів

Геннадій Володимирович Худов, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба

Доктор технічних наук, професор, начальник кафедри

Кафедра тактики радіотехнічних військ

Андрій Андрійович Звонко, Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра ракетно-артилерійського озброєння

Олександр Олексійович Костиря, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник

Кафедра тактики радіотехнічних військ

Микола Юрійович Миронюк, Національний університет оборони України

Начальник науково-дослідного відділу

Науково-дослідний відділ застосування авіації та протиповітряної оборони

Дмитро Володимирович Башинський, Державний науково-дослідний інститут авіації

Доктор філософії, провідний науковий співробітник

Науково-дослідний відділ розробки та модернізації авіаційного озброєння

Юрий Станиславович Соломоненко, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба

Кандидат технічних наук, заступник начальника кафедри

Кафедра тактики радіотехнічних військ

Артем Валерійович Ірха, Науково-дослідний інститут воєнної розвідки

Кандидат технічних наук, заступник начальника центру

Науково-методичний центр

Євген Євгенович Дудар, Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного

Заступник начальника відділу

Відділ підготовки військ

Костянтин Ігорович Снітков, Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного

Доктор філософії, старший викладач

Кафедра ракетно-артилерійського озброєння

Андрій Миколайович Поліщук, Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного

Заступник начальника кафедри

Кафедра ракетно-артилерійського озброєння

Посилання

  1. Sentinel Radar. Available at: https://www.rtx.com/raytheon/what-we-do/land/sentinel-radar
  2. NASAMS anti-aircraft missile system. Available at: https://en.missilery.info/missile/nasams
  3. Carafano, J. J. Rapid advancements in military tech. Available at: https://www.gisreportsonline.com/r/military-technology/
  4. Erl, J. (2022). Sensing digital objects in the air: Ultraleap introduces new technology. Available at: https://mixed-news.com/en/sensing-digital-objects-in-the-air-ultraleap-introduces-new-technology/
  5. US Sentinel Radar Was Recorded in Ukraine. Available at: https://en.defence-ua.com/weapon_and_tech/us_sentinel_radar_was_recorded_in_ukraine-3357.html
  6. Kalibr. Naval Cruise missile family. Available at: https://www.militarytoday.com/missiles/kalibr.htm
  7. Orlan-10 Uncrewed Aerial Vehicle (UAV). Available at: https://www.airforce-technology.com/projects/orlan-10-unmanned-aerial-vehicle-uav/#catfish
  8. Bezouwen, J., Brandfass, M. (2017). Technology Trends for Future Radar. Available at: https://www.microwavejournal.com/articles/29367-technology-trends-for-future-radar
  9. Richards, M. A., Scheer, J. A., Holm, W. A. (Eds.) (2010). Principles of Modern Radar: Basic principles. Institution of Engineering and Technology. https://doi.org/10.1049/sbra021e
  10. Chernyak, V. (2014). Signal detection with MIMO radars. Uspehi sovremennoj radiojelectroniki, 7, 35–48.
  11. Lishchenko, V., Kalimulin, T., Khizhnyak, I., Khudov, H. (2018). The Method of the organization Coordinated Work for Air Surveillance in MIMO Radar. 2018 International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo). https://doi.org/10.1109/ukrmico43733.2018.9047560
  12. Khudov, H. (2020). The Coherent Signals Processing Method in the Multiradar System of the Same Type Two-coordinate Surveillance Radars with Mechanical Azimuthal Rotation. International Journal of Emerging Trends in Engineering Research, 8 (6), 2624–2630. https://doi.org/10.30534/ijeter/2020/66862020
  13. Neyt, X., Raout, J., Kubica, M., Kubica, V., Roques, S., Acheroy, M., Verly, J. G. (2006). Feasibility of STAP for Passive GSM-Based Radar. 2006 IEEE Conference on Radar. https://doi.org/10.1109/radar.2006.1631853
  14. Multilateration (MLAT) Concept of Use. Edition 1.0 (2007). ICAO Asia and Pacific Office. Available at: https://www.icao.int/APAC/Documents/edocs/mlat_concept.pdf
  15. Willis, N. J. (2004). Bistatic Radar. Institution of Engineering and Technology. https://doi.org/10.1049/sbra003e
  16. Lishchenko, V., Khudov, H., Tiutiunnyk, V., Kuprii, V., Zots, F., Misiyuk, G. (2019). The Method of Increasing the Detection Range of Unmanned Aerial Vehicles In Multiradar Systems Based on Surveillance Radars. 2019 IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). https://doi.org/10.1109/elnano.2019.8783263
  17. Ruban, I., Khudov, H., Lishchenko, V., Pukhovyi, O., Popov, S., Kolos, R. et al. (2020). Assessing the detection zones of radar stations with the additional use of radiation from external sources. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (9 (108)), 6–17. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.216118
  18. LORAN-C. Available at: https://skybrary.aero/articles/loran-c
  19. Rojhani, N., Shaker, G. (2024). Comprehensive Review: Effectiveness of MIMO and Beamforming Technologies in Detecting Low RCS UAVs. Remote Sensing, 16 (6), 1016. https://doi.org/10.3390/rs16061016
  20. Kalkan, Y. (2024). 20 Years of MIMO Radar. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 39 (3), 28–35. https://doi.org/10.1109/maes.2023.3349228
  21. Neven, W. H., Quilter, T. J., Weedon, R., Hogendoorn, R. A. (2005). Wide Area Multilateration Wide Area Multilateration. Report on EATMP TRS 131/04. Version 1.1. NLR. Available at: https://www.eurocontrol.int/sites/default/files/2019-05/surveilllance-report-wide-area-multilateration-200508.pdf
  22. Mantilla-Gaviria, I. A., Leonardi, M., Balbastre-Tejedor, J. V., de los Reyes, E. (2013). On the application of singular value decomposition and Tikhonov regularization to ill-posed problems in hyperbolic passive location. Mathematical and Computer Modelling, 57 (7-8), 1999–2008. https://doi.org/10.1016/j.mcm.2012.03.004
  23. Schau, H., Robinson, A. (1987). Passive source localization employing intersecting spherical surfaces from time-of-arrival differences. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 35 (8), 1223–1225. https://doi.org/10.1109/tassp.1987.1165266
  24. Ryu, H., Wee, I., Kim, T., Shim, D. H. (2020). Heterogeneous sensor fusion based omnidirectional object detection. 2020 20th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS). https://doi.org/10.23919/iccas50221.2020.9268431
  25. Salman, S., Mir, J., Farooq, M. T., Malik, A. N., Haleemdeen, R. (2021). Machine Learning Inspired Efficient Audio Drone Detection using Acoustic Features. 2021 International Bhurban Conference on Applied Sciences and Technologies (IBCAST). https://doi.org/10.1109/ibcast51254.2021.9393232
  26. Liu, Y., Yi, J., Wan, X., Cheng, F., Rao, Y., Gong, Z. (2018). Experimental Research on Micro-Doppler Effect of Multi-rotor Drone with Digital Television Based Passive Radar. Journal of Radars, 7 (5), 585–592. https://doi.org/10.12000/JR18062
  27. Wang, W. (2016). Overview of frequency diverse array in radar and navigation applications. IET Radar, Sonar & Navigation, 10 (6), 1001–1012. https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2015.0464
  28. Li, J., Stoica, P. (Eds.) (2008). MIMO Radar Signal Processing. John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/9780470391488
  29. Li, Y. (2021). MIMO Radar Waveform Design: An Overview. Journal of Beijing Institute of Technology, 30 (1), 44–59. https://doi.org/10.15918/j.jbit1004-0579.2021.002
  30. Oleksenko, O., Khudov, H., Petrenko, K., Horobets, Y., Kolianda, V., Kuchuk, N. et al. (2021). The Development of the Method of Radar Observation System Construction of the Airspace on the Basis of Genetic Algorithm. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 11 (8), 23–30. https://doi.org/10.46338/ijetae0821_04
  31. Khudov, H., Berezhnyi, A., Yarosh, S., Oleksenko, O., Khomik, M., Yuzova, I. et al. (2023). Improving a method for detecting and measuring coordinates of a stealth aerial vehicle by a network of two small-sized radars. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (9 (126)), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.293276
  32. Khudov, H., Yarosh, S., Kostyria, O., Oleksenko, O., Khomik, M., Zvonko, A. et al. (2024). Improving a method for non-coherent processing of signals by a network of two small-sized radars for detecting a stealth unmanned aerial vehicle. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (9 (127)), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298598
  33. Chang, L. ZALA Lancet. Loitering munition. Available at: https://www.militarytoday.com/aircraft/lancet.htm
  34. Shin, S. ‐J. (2017). Radar measurement accuracy associated with target RCS fluctuation. Electronics Letters, 53 (11), 750–752. https://doi.org/10.1049/el.2017.0901
  35. Kishk, A., Chen, X. (Eds.) (2023). MIMO Communications - Fundamental Theory, Propagation Channels, and Antenna Systems. IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.110927
Удосконалення методу виявлення малопомітних повітряних об’єктів мережею двох малогабаритних радарів при децентралізованій обробці інформації

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-04-30

Як цитувати

Худов, Г. В., Звонко, А. А., Костиря, О. О., Миронюк, М. Ю., Башинський, Д. В., Соломоненко, Ю. С., Ірха, А. В., Дудар, Є. Є., Снітков, К. І., & Поліщук, А. М. (2024). Удосконалення методу виявлення малопомітних повітряних об’єктів мережею двох малогабаритних радарів при децентралізованій обробці інформації. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(9 (128), 44–52. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.302502

Номер

Розділ

Інформаційно-керуючі системи