TY - JOUR

T1 - ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ РАДИОФОТОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ В СИСТЕМАХ БЛИЖНЕЙ РАДИОЛОКАЦИИ И СВЯЗИ

AU - Богатырев, Евгений Владимирович

AU - Галеев, Ринат Гайсеевич

AU - Игнатков, Кирилл Александрович

AU - Лучинин, Александр Сергеевич

AU - Носков, Владислав Яковлевич

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Постановка проблемы. В последние десятилетия в ведущих зарубежных странах бурными темпами развиваются принципы построения РЛС и систем радиосвязи с использованием радиофотонных технологий. Этому процессу способствуют наблюдаемые с каждым годом улучшение характеристик, снижение габаритных размеров, массы и потребляемой мощности, а также стоимости радиофотонных компонентов. Первоначально эти принципы использовались для дистанционной передачи радиосигналов между антенной и приемопередающей аппаратурой. Затем была освоена технология построения радиофотонных активных фазированных антенных решеток. В настоящее время эти принципы широко применяются также в устройствах формирования и обработки радиосигналов, однако возможности использования технологий радиофотоники в системах ближней радиолокации (СБРЛ) пока изучены недостаточно, хотя ожидаемые перспективы улучшения характеристик, расширения функциональных возможностей и области применения СБРЛ, использующих радиофотонные технологии, представляются весьма востребованными как в радиоэлектронных комплексах систем вооружения, так и в гражданском секторе.Цель. На основе предложенных технических решений и разработанной математической модели показать возможности применения радиофотонных генераторов (РФГ) в качестве источника СВ -колебаний для многопозиционных систем связи и локации, а также нового типа приемопередающих устройств - радиофотонных автодинов (РФА) для перспективных СБРЛ.Результаты. Показано, что включение в кольцевую схему РФГ делительно-развязывающего устройства (ДРУ), например, циркулятора, к свободному порту которого подключается антенна, превращает РФГ в радиофотонный автодин РФА, который можно использовать в СБРЛ. Выявлено, что отраженное от объекта локации излучение принимается антенной, и, пройдя из второго порта в третий ДРУ, взаимодействует с колебаниями, поступающими на управляющий вход электрооптического модулятора. В результате этого взаимодействия в автоколебательной системе РФА возникает автодинный эффект, который проявляется в изменениях амплитуды и частоты колебаний в окрестности стационарного режима, а также тока питания усилителя мощности. Для выделения этих изменений в РФА предложено использовать амплитудный детектор на выходе малошумящего усилителя и/или датчик тока в цепи питания усилителя мощности. Установлено, что одним из перспективных направлений, где востребованы технологии радиофотоники, является развитие многопозиционных систем радиолокации. Отмечено, что в этих системах, в которых составные части могут быть удаленными друг от друга на расстояния до нескольких сотен и тысяч метров, требования к фазовой стабильности опорных СВ -сигналов чрезвычайно высоки. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют современные компоненты волоконно-оптических систем, которые обеспечивают как генерирование и формирование опорных СВ -сигналов, так и их передачу на большие расстояния с высокой фазовой стабильностью. Практическая значимость. Полученные значения выигрыша от применения РФГ соответствуют увеличению предельной дальности действия автодинных СБРЛ на порядок, а гомодинных - на два порядка. Улучшение данных параметров указывает на перспективность использования РФГ в СБРЛ, например, в системах обнаружения объектов с малой ЭПР, таких как беспилотных летающих аппаратов, для защиты от которых применение обычных (дальних) РЛС малоэффективно. В некоторых применениях ресурс по дальности можно направить на снижение выходной мощности излучения СБРЛ, что повышает скрытность ее работы. Предложенная многопозиционная система радиолокации может найти применение в системах безопасности территориально распределенных объектов, контроля сближения с иными объектами на борту транспортных средств, измерения параметров движения вагонов на сортировочной горке и иных целей. Кроме того, основные узлы данной системы могут использоваться для построения локальных систем связи.

AB - Постановка проблемы. В последние десятилетия в ведущих зарубежных странах бурными темпами развиваются принципы построения РЛС и систем радиосвязи с использованием радиофотонных технологий. Этому процессу способствуют наблюдаемые с каждым годом улучшение характеристик, снижение габаритных размеров, массы и потребляемой мощности, а также стоимости радиофотонных компонентов. Первоначально эти принципы использовались для дистанционной передачи радиосигналов между антенной и приемопередающей аппаратурой. Затем была освоена технология построения радиофотонных активных фазированных антенных решеток. В настоящее время эти принципы широко применяются также в устройствах формирования и обработки радиосигналов, однако возможности использования технологий радиофотоники в системах ближней радиолокации (СБРЛ) пока изучены недостаточно, хотя ожидаемые перспективы улучшения характеристик, расширения функциональных возможностей и области применения СБРЛ, использующих радиофотонные технологии, представляются весьма востребованными как в радиоэлектронных комплексах систем вооружения, так и в гражданском секторе.Цель. На основе предложенных технических решений и разработанной математической модели показать возможности применения радиофотонных генераторов (РФГ) в качестве источника СВ -колебаний для многопозиционных систем связи и локации, а также нового типа приемопередающих устройств - радиофотонных автодинов (РФА) для перспективных СБРЛ.Результаты. Показано, что включение в кольцевую схему РФГ делительно-развязывающего устройства (ДРУ), например, циркулятора, к свободному порту которого подключается антенна, превращает РФГ в радиофотонный автодин РФА, который можно использовать в СБРЛ. Выявлено, что отраженное от объекта локации излучение принимается антенной, и, пройдя из второго порта в третий ДРУ, взаимодействует с колебаниями, поступающими на управляющий вход электрооптического модулятора. В результате этого взаимодействия в автоколебательной системе РФА возникает автодинный эффект, который проявляется в изменениях амплитуды и частоты колебаний в окрестности стационарного режима, а также тока питания усилителя мощности. Для выделения этих изменений в РФА предложено использовать амплитудный детектор на выходе малошумящего усилителя и/или датчик тока в цепи питания усилителя мощности. Установлено, что одним из перспективных направлений, где востребованы технологии радиофотоники, является развитие многопозиционных систем радиолокации. Отмечено, что в этих системах, в которых составные части могут быть удаленными друг от друга на расстояния до нескольких сотен и тысяч метров, требования к фазовой стабильности опорных СВ -сигналов чрезвычайно высоки. Этим требованиям наиболее полно удовлетворяют современные компоненты волоконно-оптических систем, которые обеспечивают как генерирование и формирование опорных СВ -сигналов, так и их передачу на большие расстояния с высокой фазовой стабильностью. Практическая значимость. Полученные значения выигрыша от применения РФГ соответствуют увеличению предельной дальности действия автодинных СБРЛ на порядок, а гомодинных - на два порядка. Улучшение данных параметров указывает на перспективность использования РФГ в СБРЛ, например, в системах обнаружения объектов с малой ЭПР, таких как беспилотных летающих аппаратов, для защиты от которых применение обычных (дальних) РЛС малоэффективно. В некоторых применениях ресурс по дальности можно направить на снижение выходной мощности излучения СБРЛ, что повышает скрытность ее работы. Предложенная многопозиционная система радиолокации может найти применение в системах безопасности территориально распределенных объектов, контроля сближения с иными объектами на борту транспортных средств, измерения параметров движения вагонов на сортировочной горке и иных целей. Кроме того, основные узлы данной системы могут использоваться для построения локальных систем связи.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=64548846

U2 - 10.18127/j20700784-202401-03

DO - 10.18127/j20700784-202401-03

M3 - Обзорная статья

VL - 78

SP - 19

EP - 31

JO - Успехи современной радиоэлектроники

JF - Успехи современной радиоэлектроники

SN - 2070-0784

IS - 1

ER -