Jump to content

САПФИР радар

Радар со спектральной гибкостью и реконфигурацией с приращением частоты ( SAFIRE ) это устанавливаемая на транспортном средстве георадарная система переднего обзора (FLGPR), предназначенная для обнаружения подземных или скрытых взрывоопасных объектов. [1] [2] Он был разработан Исследовательской лабораторией армии США (ARL) в 2016 году как часть долгого поколения сверхширокополосных (СШП) и радиолокационных систем с синтезированной апертурой (SAR), созданных для борьбы с заглубленными наземными минами и СВУ . Предыдущие итерации включают в себя RailSAR , BoomSAR и радар SIRE . [3] [4]

Разработка

[ редактировать ]

Радар SAFIRE изначально был задуман как ответ на растущую перегрузку радиочастотного (РЧ) спектра из-за недавнего развития беспроводных технологий . В рамках усилий по улучшению существующей радиолокационной системы SIRE исследовательская лаборатория армии США разработала радар SAFIRE как радар СШП, который может соответствовать или превосходить характеристики радара SIRE при работе в перегруженных радиочастотных средах. Вместо импульсного СШП он был оснащен ступенчатой ​​схемой частоты, чтобы сохранить спектральную гибкость при минимальных требованиях к выборке АЦП. Радар SAFIRE также был спроектирован с возможностью высокой реконфигурации, поскольку он по своей сути является экспериментальным радаром. [2]

Радар SAFIRE отличается от предыдущих систем UWB SAR, разработанных ARL, таких как BoomSAR и радар SIRE , тем, что он использует систему со ступенчатой ​​частотой, а не систему с короткими импульсами. Одной из основных проблем, вызванных природой радара SIRE как импульсной СШП-системы, была его высокая чувствительность к внутриполосным радиочастотным помехам (RFI) . [2] Напротив, радары со ступенчатой ​​частотой могут удалять определенные частоты в пределах своего рабочего диапазона, что снижает помехи от близлежащих радиолокационных систем. Кроме того, полосы частот, в которых присутствуют радиочастотные помехи, можно легко устранить с помощью методов спектрального зондирования . [5] Более того, в то время как импульсные СШП-радары, такие как радар SIRE, должны избегать передачи сигналов в определенных зарезервированных полосах частот, радары со ступенчатой ​​частотой обладают гибкостью для передачи сигналов, которые соответствуют любой спектральной форме, при условии, что отраженные сигналы обрабатываются для минимизации шума. [6] Получающиеся в результате этого подхода радиолокационные изображения могут содержать полосы частот в пределах рабочей полосы пропускания, как следствие, без каких-либо данных. [7]

Благодаря этим конфигурациям радар SAFIRE способен выполнять сверхширокополосные операции с сопоставимой разрешающей способностью по дальности и проникающей способностью, избегая при этом спектральных зон, перегруженных высоким радиочастотным содержанием. [5] После завершения разработки радар SAFIRE позже подвергся серии полевых испытаний на засушливом армейском полигоне в 2016 и 2017 годах, где ему было поручено обнаружить несколько противотанковых мин, спрятанных по всему полигону и зарытых на разной глубине. [3] [6] По результатам этих экспериментов было показано, что радар SAFIRE способен обнаруживать и отображать наземные мины бортового ориентирования, зарытые в почву на глубину до 8 дюймов. [1]

Характеристики

[ редактировать ]

Радар SAFIRE работает в полосе частот от 300 МГц до 2 ГГц с минимальным шагом частоты 1 МГц. [2] Однако размер шага частоты может быть установлен пользователем и обычно определяется скоростью транспортного средства, на котором установлена ​​система. [3] Хотя увеличение полосы пропускания может улучшить разрешение и соотношение сигнал/помехи, разрешение радара SAFIRE было специально выбрано так, чтобы оно было сопоставимо с размерами типичной противопехотной (AP) мины . В радиолокационной системе используется супергетеродинная архитектура, позволяющая дополнительно отделять радиочастотные помехи от принимаемого сигнала в пределах рабочего диапазона радара. Он также был разработан с возможностью гибкого регулирования времени, при котором пользователь может выбирать время включения/выключения передачи и приема с разрешением 8,33 наносекунды. [7]

Антенны приемника SAFIRE расположены в виде единой линейной решетки, состоящей из 16 антенн Vivaldi с вырезом производства ARL . Две большие четырехгранные рупорные передающие антенны ETS-Lindgen расположены над решеткой и отделены от приемных антенн пеной, поглощающей радар. [1] [7] Радарную систему можно настроить для ориентации вперед или сбоку, но для этого необходимо физически повернуть антенны с вырезом Вивальди. Рупорные антенны ETS-Lindgen, напротив, могут переключаться между вертикальной и горизонтальной поляризацией электронным способом . [3] Благодаря этой конфигурации система SAFIRE получает возможность собирать полностью поляриметрические данные. [6]

Передатчик

[ редактировать ]

Передатчик состоит из двух каскадов смешивания, вырабатывающих рабочую частоту путем смешивания трех генерируемых сигналов. После фильтрации рабочая частота проходит через переключатель Tx-Enable, а затем через переключатель Tx-LR, оба из которых изготовлены из готовых коммерческих компонентов. Переключатель Tx-Enable отвечает за управление шириной импульса и рабочим циклом рабочей частоты, а также может отключить передатчик в режиме «только прослушивание». Когда радар SAFIRE не находится в режиме «только прослушивание», сигнал отправляется на переключатель Tx-LR, который используется для переключения между левым и правым передатчиками. Третий переключатель, называемый переключателем Tx-Pol, управляет тем, какой порт поляризации используется после усиления мощности, выполняемого печатной платой (PCB) производства ARL , которая встроена в интегральные схемы AD9249 . [1]

Получатель

[ редактировать ]

Приемник отслеживает текущую рабочую частоту во время первой стадии микширования с помощью ступенчатого гетеродина (LO) , который удерживается на постоянном смещении относительно ступенчатой ​​рабочей частоты. Этот первый этап микширования служит для объединения рабочей полосы частот 1700 МГц в узкополосную ПЧ, которая затем усиливается и фильтруется. После усиления сигналы разделяются на четыре канала и подключаются к модулю Rx, который состоит из трех плат и четырех каналов приемника. [1]

Радар SAFIRE также оснащен двумя электрооптическими (EO) камерами Point Grey Flea 2G HD и двумя длинноволновыми инфракрасными (LWIR) камерами Xenics Gobi 640. Камеры EO имеют разрешение 2448x2048 и частоту кадров 7,5 кадров в секунду, а камеры LWIR работают на расстоянии от 8 до 14 микрометров с чувствительностью 55 мК. [1] Данные, генерируемые этими четырьмя камерами, могут быть наложены на собранные данные радара для создания стереоскопического дисплея дополненной реальности для пользователя, который позволяет ему просматривать все данные датчиков одновременно. [1] [6] Кроме того, эти данные позволяют системе SAFIRE генерировать метрическую реконструкцию сцены с информацией о пространственной протяженности и близости присутствующих объектов. [6] Также планировалось объединить данные с камер EO и LWIR для создания метрических 3D-сканирований окружающей среды с информацией о глубине, цвете, тепловой и радиолокационной информации, чтобы улучшить качество просмотра пользователем. [1]

Датчики положения и движения

[ редактировать ]

Приемник GPS и блок инерциальных измерений (IMU) встроены в радар SAFIRE для сбора и определения положения и движений платформы, когда она движется над назначенным транспортным средством. радара Эта информация позволяет системе создавать изображения SAR, используя метод обратного проецирования . [3] [5]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Фелан, Брайан; Рэнни, Кеннет; Ресслер, Марк; Кларк, Джон; Шербонди, Келли; Киросе, Гетачев; Харрисон, Артур; Галанос, Дэниел; Сапонаро, Филип; Трейбл, Уэйн; Нарайанан, Рам (11 мая 2017 г.). Рэнни, Кеннет I; Дорри, Армин (ред.). «Модернизация системы и оценка характеристик радиолокационной системы с возможностью изменения спектра и реконфигурации с увеличением частоты (SAFIRE)». Технология радиолокационных датчиков XXI . 10188 : 1018812. Бибкод : 2017SPIE10188E..12P . дои : 10.1117/12.2266217 . S2CID   125546077 .
  2. ^ Jump up to: а б с д Фелан, Брайан; Рэнни, Кеннет; Галлахер, Кайл; Кларк, Джон; Шербонди, Келли; Нарайанан, Рам (23 мая 2017 г.). «Проектирование сверхширокополосного радара со ступенчатой ​​частотой для визуализации скрытых целей». Журнал датчиков IEEE . 17 (14): 4435–4446. Бибкод : 2017ISenJ..17.4435P . дои : 10.1109/JSEN.2017.2707340 . ISSN   1558-1748 . S2CID   12721792 .
  3. ^ Jump up to: а б с д и Рэнни, Кеннет; Фелан, Брайан; Шербонди, Келли; Гетачью, Киросе; Смит, Грегори; Кларк, Джон; Харрисон, Артур; Ресслер, Марк; Нгуен, Лам; Нараян, Рам (1 мая 2017 г.). Рэнни, Кеннет I; Дорри, Армин (ред.). «Первоначальная обработка и анализ данных прямого и бокового обзора, полученных от радара со спектрально гибкой реконфигурацией с приращением частоты (SAFIRE)». Технология радиолокационных датчиков XXI . 10188 : 101881Дж. Бибкод : 2017SPIE10188E..1JR . дои : 10.1117/12.2266270 . S2CID   126161941 .
  4. ^ Догару, Траян (март 2019 г.). «Исследование изображений для геопроникающего радара, установленного на небольших беспилотных летательных аппаратах (БПЛА): Часть I - Методология и аналитическая формулировка» (PDF) . Армейская исследовательская лаборатория CCDC .
  5. ^ Jump up to: а б с «Итоговый отчет: Центр передовых алгоритмов» (PDF) . Центр оборонной технической информации . 19 апреля 2018 г. Архивировано (PDF) из оригинала 4 ноября 2019 г. . Проверено 4 ноября 2019 г.
  6. ^ Jump up to: а б с д и Нгуен, Лам (4 мая 2018 г.). «Техника обработки сигналов для сред с перегруженными и ограниченными спектральными радиочастотами с использованием сверхширокополосного радара со ступенчатой ​​частотой Исследовательской лаборатории армии США» . В Доэрри, Армин; Рэнни, Кеннет I (ред.). Технология радиолокационных датчиков XXII . Том. 10633. с. 13. Бибкод : 2018SPIE10633E..0EN . дои : 10.1117/12.2305432 . ISBN  9781510617773 . S2CID   64741753 – через цифровую библиотеку SPIE.
  7. ^ Jump up to: а б с Фелан, Брайан (6 июня 2016 г.). «Теория, проектирование, анализ и реализация перспективного [ sic ] геопроникающего радара с возможностью увеличения частоты (SAFIRE)» . Электронные диссертации и диссертации штата Пенсильвания для аспирантуры . Проверено 4 ноября 2019 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ea08466b5a2c1d2cd25f0d7b74c773a9__1693003860
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ea/a9/ea08466b5a2c1d2cd25f0d7b74c773a9.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
SAFIRE radar - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)