УДК
621.396.67
ВИРТУАЛЬНОЕ СКАНИРОВАНИЕ ЛУЧОМ В УЛЬТРАЗВУКОВОЙ
АНТЕННЕ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ
В.С. Якушенко*, студент гр. 560М
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ»
На сегодняшний день перспективными средствами безопасного мониторинга и управления ликвидацией последствий природных и техногенных катастроф являются беспилотные летательные аппараты (БпЛА). В условиях ограниченной видимости (задымленность, темное время суток и т.д.) существующее оснащение БпЛА не обеспечивает получения качественного изображения местности.
В настоящее время для ориентации в пространстве, огибания препятствий и поддержки автономного полета на БпЛА устанавливаются ультразвуковые сенсоры, которые можно также использовать и для мониторинга зоны чрезвычайной ситуации. В этом случае разрешающая способность сенсора по дальности определяется длительностью зондирующего импульса, а разрешающая способность по угловым координатам зависит от ширины диаграммы направленности ультразвукового излучателя. Так как используемые на БпЛА малогабаритные ультразвуковые датчики имеют широкую диаграмму направленности (20°...40°), изображение местности будет получено с неприемлемо низким разрешением.
Повысить угловую разрешающую способность ультразвукового сенсора можно за счет применения антенны с синтезированной апертурой. При традиционном апертурном синтезе для формирования изображения требуется длительный полет носителя по линейной траектории, т. к. ему необходимо пролететь вдоль всего исследуемого участка местности. Для легкого БпЛА стационарность траектории полета на большом расстоянии обеспечить практически невозможно.
Предлагается способ постобработки данных дистанционного зондирования, при котором ультразвуковое изображение большого участка местности восстанавливается по результатам измерений отраженных сигналов при полете на небольшое расстояние, определяемое размером виртуальной антенны.
В докладе представлены принцип виртуального сканирования, алгоритм обработки данных наблюдений и результаты экспериментальной проверки предлагаемого метода, подтверждающие его работоспособность. Так, например, предлагаемый метод обеспечивает обзор участка местности 100×100 м с угловым разрешением в 1° при полете на расстояние 1 м.
*Научный руководитель – к.т.н., доцент каф. 502 А.В. Попов.