Черепнін Г. С. Виявлення безпілотних літальних апаратів на тлі неба за їх радіотепловим випромінюванням

Робота містить теоретичні основи побудови багаточастотних радіометричних комплексів виявлення БПЛА на тлі випромінювання атмосфери. Синтезовано і досліджено метод обробки сигналів власного радіотеплового випромінювання в радіометричному комплексі, що працює у X, Ka та W діапазонах хвиль. Структура та складові проведення роботи були спрямовані на отримання сукупності теоретичних результатів з їх підтвердженням експериментальними вимірюваннями. При цьому теоретичне обґрунтування основ побудови багаточастотного радіометричного комплексу виявлення БПЛА було основане на конструктивному поєднані математичних методів статистичної теорії синтезу радіосистем та практичного досвіду побудови радіометричних систем. Запропоновані технічні рішення до побудови перспективних комплексів контролю повітряного простору були отримані на базі використання точних методів вирішення оптимізаційних задач статистичного синтезу з застосуванням досягнень функціонального аналізу, теорії оптимальних рішень та оцінки параметрів ймовірнісних розподілів. Отримано та проаналізовано аналітичні вирази для потенційних характеристик якості роботи радіометричних комплексів та розраховані граничні дальності виявлення для БПЛА, що спостерігаються на тлі неба. На основі отриманих методів розроблена структурна схема радіометричного комплексу, та отримана у широкому діапазоні хвиль база радіометричних контрастів різних типів та класів БПЛА, які спостерігаються в статиці при різних тактичних та погодних умовах, проведені натурні експерименти виявлення БПЛА. Практично-методичні напрацювання з побудови радіометричних комплексів, проведення експериментальних досліджень, вибору частотних діапазонів з метою підвищення точності радіометричних вимірювань одержані з урахуванням метеорологічних станів атмосфери. Експериментально та теоретично продемонстровано результативність дослідженого в роботі підходу для вирішення завдання виявлення БПЛА на тлі неба, а також працездатність запропонованих технічних рішень при його практичної реалізації. Структура та складові проведення дисертаційного дослідження спрямовані на отримання теоретичних результатів та їх підтвердження експериментальними вимірюваннями. База отриманих радіометричних контрастів БПЛА на тлі безхмарної і хмарної атмосфери, дощу стане основою для прогнозування ефективності та розробки нових технічних рішень щодо підвищення можливостей засобів моніторингу повітряного простору із виявлення БПЛА, які створюються для потреб захисту критичної інфраструктури України. Теоретично показано, що при розробці радіометричного комплексу з використанням вітчизняних компонентів міліметрового та сантиметрового діапазонів хвиль максимальні дальності виявлення знаходяться у межах межах від 1 до 3 км, а при застосуванні найкращих НВЧ елементів світових компаній GmbH (RPG), Pasternack Company, Millimeter Wave Products Inc. граничні дистанції виявлення БПЛА можуть досягати 6 - 8 км. Мета дослідження полягає у підвищенні ймовірності виявлення БпЛА в будь-яких погодних та тактичних умовах проведення вимірювань за рахунок експериментального дослідження макету радіометричного комплексу X, Ka та W діапазонів хвиль. Об’єктом дослідження є власне радіотеплове випромінювання БпЛА та прийняті сигнали радіометричним комплексом у X, Ka та W діапазонах хвиль. Предметом дослідження є статистично оптимальні методи, алгоритми і пристрої обробки власного радіотеплового випромінювання БПЛА в різних тактичних та погодних умовах.