Поляризационно-спектральные преобразования полей в радиолокационном поляриметрическом канале с интеллектуальным объектом

А.И. Семенихин

ПОЛЯРИЗАЦИОННО-СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОЛЕЙ В РАДИОЛОКАЦИОННОМ ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ С ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМ ОБЪЕКТОМ

Введение. Одним из способов информационной безопасности современных радиолокационных объектов нового поколения является применение в их конструкциях так называемых интеллектуальных (smart) покрытий и антенных решеток. Они призваны, в частности, осуществлять «умное» компьютерное управление характеристиками электромагнитных полей, возбуждаемых объектами. При этом параметры smart-покрытий переключаются с помощью бортовых экспертных систем в соответствии с текущими (изменяемыми во времени) критериями и алгоритмами адаптации электромагнитных полей.

Актуальность идеи smart-объектов обусловлена, с одной стороны, внедрением в различные бортовые системы новых информационных технологий, с другой - необходимостью эффективного "умного" противодействия современным поляриметрическим, сверхширокополосным и многопозиционным радиолокационным системам (РЛС) с интеллектуальными подсистемами обработки данных. Например, использование smart- объекта может снизить эффективность РЛС нового поколения с зондирующими сигналами с внутриимпульсной бинарной поляризационной модуляцией кодом Баркера [1]: - ухудшить селекцию объекта от фона и помех (за счет адаптивного изменения параметров матрицы рассеяния объекта), снизить разрешающую способность РЛС по дальности (за счет адаптивной подстройки фазовых структур линейно-поляризованных компонент отраженного и зондирующего полей).

Ниже оценивается влияние smart-объекта на поляризационные, спектральные и временные преобразования поля, рассеянного объектом при его облучении периодической последовательностью поляризационно-модулированных зондирующих радиоимпульсов с частотой повторения Wn=2nlTn и периодом Tn.

Поляризационные преобразования поля, рассеянного smart-объектом. Воспользуемся системным подходом и введем линейные приемопередающие поляризационные базисы (ПБ). Пусть экспертная система smart-объекта изменяет его электродинамические параметры во времени по периодическому закону с частотой W и периодом TW. Свойства объекта опишем поляризационной матрицей рассеяния (ПМР) S(w,t) на частоте w в момент времени t.

Представим падающее поле в передающем ПБ в виде спектра эллиптически поляризованных полей n-х гармоник с частотами wn=wo+nWn:

Ein(t)= £

cos bn - sin b sin ЬП cos b

cos a

n

i sm a

n

e1^ exp[i

где еП ЬП1 ,а1! - соответственно, полные амплитуды, углы наклона и углы эллиптичности эллипсов поляризации п-х гармоник падающего поля; ю0 - средняя частота спектра; Я'п - направление облучения; кп £о№-о ; 1=1-1.

Так как свойства объекта изменяются во времени по периодическому закону с частотой О, то матрицу рассеяния запишем в виде спектра

S(Wn,t)= £ Sm(Wn)exp(imQt); Sm(Wn)= Snm =

S S

S11,nm S12,nm

S21,nm S22,nm

n =-¥

m=-¥

Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении

По принципу суперпозиции рассеянное поле в приемном ПБ в направлении Я можно также записать в виде спектра эллиптически поляризованных полей пт-х гармоник:

Ês(t)= I

3s

Jnm

3nm

cos a

! sm a

s

nm s

enm exp[i

cos bnm - sin bn sin bnm cos b

где fí)nm=Wo+nü.m+mü.; knm=wnm^¡e0m0 .

Видим, что поляризационные характеристики отклика (3) в виде совокупности полных амплитуд esnm, углов наклона ЬПгп и углов эллиптичности asnm эллипсов поляризации mm-х гармоник рассеянного поля полностью определяются спектром падающего поля (1) и спектром парциальных ПМР Snm объекта.

Спектральные преобразования рассеянного поля. Рассмотрим два случая: ü=inin , /=1,2,3,... (/-случай) и üin =hW , й=1,2,3,...(й-случай).

Тогда спектр рассеянного поля в приемном ПБ станет гармоническим:

Ês (t)= IÊsn exp[i(knR + (Ont)] , n =-¥

где матрица-столбец n-й гармоники спектра равна:

¥

Ё„п = I Ên-ml,mÊn-ml ; Wn=(o+nW,n - в /-случае;

Es = \ S pin ;

Ên I Sm,n-mhpm ;

ffln=fflo+nW - в й-случае.

Отсюда следует, что для существенной трансформации энергии отраженного поля по частоте необходимо очевидное условие />>1. В й-случае, даже при й>>1, спектр отклика преобразуется лишь в полосе частот зондирующего сигнала.

Преобразования временной структуры рассеянного поля. Особый интерес представляет анализ временной структуры поля (3), поскольку огибающая отраженного сигнала может нести в себе информацию о форме и размерах объекта и может использоваться при формировании признаков распознавания [1].

Отклик от объекта в приемном ПБ опишем матрицей-столбцом комплексных огибающих рассеянного поля (Т - знак транспонирования):

) s(R,t) =

e\

Зависимость амплитуды и поляризации отклика от времени можно оценить, синтезируя ряды (3) или (4). Пусть ПМР 8пт слабо зависит от частоты в полосе частот зондирующего сигнала. Разложим матрицы Бт(ю) в (2) в ряды Тейлора в окрестности средней частоты ю0, а их частотные производные представим аналогичными рядами в окрестности момента времени /=/0, где /0£ [-772,772], Т - общий период модуляции параметров объекта и повторения радиоимпульсов.

Тогда получим следующую искомую связь матриц комплексных огибающих

рассеянного е ** (I) и падающего е т(г) полей:

е "

где

m=-¥

m=-¥

T

А(г) = £

I-11 й1Б

1=1 д!

йО

¥ •-:

\ -1(г - г0£ дх д11

т=т0

Х1=1

! д!

дгх до11

т=т0 Г=Го

й1)1 (г) й1 '

Из (5) следует, что преобразование временной структуры рассеянного поля существенно зависит от частотно-временной дисперсии ПМР объекта и временной структуры падающего поля. Однако часто пространственная протяженность зондирующих радиоимпульсов много больше размеров объекта, а дисперсия его ПМР в частотной полосе импульсов пренебрежимо мала: д1

" ' 1=1,2,...; ¿,/=1,2,....

йО1

0,

О=О0

В этом случае из (5) получаем, что ¿таН-объект приводит лишь к амплитудно-фазовой и поляризационной модуляции радиоимпульсов поля без трансформации энергии во времени:

е '(г)» §(ю0,г)еы (г).

Возможные преобразования радиоимпульсов во времени, в частности, их дополнительное запаздывание, растяжение или сжатие, обуславливаются добавкой А(г) в (5). Искажения огибающей импульсов за счет нестационарности ¿таН-объекта типа (6) определяются, прежде всего, соотношением между длительностью т зондирующих импульсов и общим периодом Т. При этом существенное изменение структуры отраженных импульсов может быть реализовано при О »2р /т [2] или при наличии параметрических эффектов в ¿та^-покрытии.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК Саблин В.Н., Шапошников В.И. Вопросы создания и применения радиолокационных средств нового поколения // Радиотехника. 1995. № 11. -С. 50-53.

Кремер И.Я., Владимиров В.Н., Карпухин В.И. Модулирующие (мультипликативные) помехи и прием радиосигналов. -М.: Сов. радио. 1972.

+

1.

2

А.В. Григорьев, А.А. Селевко

СЕМИОТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОИЗВОДСТВА КАК ОСНОВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТРУДОВЫХ РЕСУРСОВ МЕЖДУ ОПЕРАЦИЯМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Процесс отбора персонала один из самых сложных и в то же время один из самых необходимых процессов в жизни любой организации. Важной задачей менеджера по персоналу или руководителя является оптимизация этого процесса, то есть необходимо сделать его максимально эффективным и низко затратным без потери качества специалистов и выполненной работы. В работе [1] были рассмотрены способы отбора персонала, проанализированы программные разработки, которые обеспечивают разрешение некоторых функций кадрового отдела предприятия, а также был рассмотрен комплексный метод организации принятия решения при отборе персонала на вакантное место. Описанная в работе [1] методика предлагает использование портрета специалиста как полное и комплексное требование для оценки и принятия решения о соответствии кандидата вакантной должности. Поднимается вопрос расчета значения характеристик профессиограммы. Работа [2] раскрывает необходимость и возможность поиска оптимального распределения