Колесніков Д. В. Метод статичного синтезу апертури в задачах дистанційного зондування та неруйнівного контролю

Дисертаційне дослідження присвячене статистичній оптимізації методу формування радіозображень поверхні в радіотехнічних системах з технологією синтезу апертури за умови дослідження статичної ділянки поверхні та можливості сенсору рухатися за непрямолінійною траєкторією. За результатами аналізу основних операцій просторово-часових сигналів в отриманому оптимальному методі радіобачення статичної поверхні в дисертаційному досліджені розроблена структурна схема радіотехнічної системи безконтактного вимірювання параметрів тестових поверхонь та об’єктів в лабораторних умова. Такі системи пропонується використовувати для вирішення питань дистанційного зондування (створення тестових зображень поверхонь, наземних споруд, повітряних суден та різноманітної техніки тощо) та питаннях неруйнівного контроля (вузлів, приладів, агрегатів через радіопрозорі вікна в корпусах тощо). Таким чином, автором досягнута мета дисертаційного дослідження – підвищення роздільної здатності радіолокаційних зображень тестових поверхонь та об’єктів за рахунок статистичної оптимізації методу їх формування в радіотехнічних системах з синтезуванням апертури, що рухаються над статичною сценою за непрямолінійною траєкторією. Об’єктом дослідження є процес формування радіолокаційних зображень статичної сцени радіотехнічною системою, що рухається за непрямолінійною траєкторією. Предметом дослідження є статистично оптимальні методи й алгоритми просторово-часової обробки сигналів в радіолокаційних системах з синтезуванням апертури. Актуальність виконаного дослідження обумовлена тим, що сучасні системи отримання зображень Землі або космосу мають низку недоліків відносно задач отримання високоточних радіозображень окремих статичних сцен: великі розміри, велика маса, залежність від орбіт та обертання Землі, неможливість отримання зображень невеликих сцен тощо. Водночас наявні рішення отримання радіозображень предметів, що знаходяться у відносній близькості до антени, будувалися на основі інженерної думки та досвіду, а не у результаті рішення задач оптимізації радіотехнічних систем. Тому, задля досягнення мети дисертаційного дослідження було вирішено низку завдань. Перш за все, у роботі розроблено математичні моделі когерентних та некогерентних радіолокаційних зображень, що мають місце у системах з синтезуванням апертури, для випадку непрямолінійного руху носія. Ці моделі враховують особливості побудови радіозображень в зонах Френеля і Фраунгофера. Розроблені моделі зондуючих та відбитих від поверхні сигналів, рівняння спостереження та досліджені їх кореляційні властивості. Згідно з критерієм максимуму функціоналу правдоподібності синтезовано оптимальний алгоритм формування когерентних радіозображень поверхонь з технологією статичного синтезу апертури. Особливостями синтезованого алгоритму є декореляція прийнятих коливань, узгоджена фільтрація прийнятих сигналів та можливість використання безперервних сигналів без модуляції. Досліджено оптимальний та квазі-оптимальний алгоритми. Перевірка отриманого алгоритму формування радіозображень проведена шляхом імітаційного моделювання. У результаті продемонстровано загальну працездатність та ефективність отриманого алгоритму формування радіозображень.