Підвищення ефективності багатоспектральних систем моніторингу шляхом комплексування даних активно-пасивних парціальних каналів локації

Abstract

В дисертаційній роботі вирішено актуальне наукове завдання – підвищити ефективність багатоспектральних активно-пасивних систем моніторингу об’єктів і сцен при роботі у довільний час доби та за складних погодних умов. Для цього запропоновано нові структурні схеми інтегрованих систем радіомоніторингу та інтегрованих електродинамічних структур єдиного діаграмоутворення парціальних каналів мікрохвильового діапазону. Розроблено нові моделі дискретного представлення сигналів парціальних каналів та метод і алгоритм формування та обробки комплексних зображень системи радіомоніторингу. Розроблено двоетапний метод та алгоритм обробки даних парціальних каналів інтегрованої активно-пасивної системи радіомоніторингу, в якому проводиться піксельне комплексування радіолокаційного та радіометричного зображень з ваговими коефіцієнтами, які адаптивно визначаються на основі відношення сигнал/шум. Розроблена методика реалізована у вигляді програмного засобу з використанням програмного забезпечення Matlab. В диссертационной работе решена актуальная научная задача – повысить эффективность многоспектральных активно-пассивных систем мониторинга объектов и сцен при роботе в произвольное время суток и сложных погодных условиях. Для этого предложены новые структурные схемы интегрированных систем радиомониторинга и интегрированных электродинамических структур единого диаграммообразования парциальных каналов микроволнового диапазона. Разработаны новые модели дискретного представления сигналов парциальных каналов в виде совокупности матриц параметров сцены, среды распространения электромагнитных волн и системы мониторинга в радиолокационном и радиометрическом каналах, которые являются общими для оценки качества обнаружения объектов и определения их параметров. Получила дальнейшее развитие теория апертурного синтеза параболоидной антенны со смещенными с оси облучателями с применением принципов геометрической оптики, в которой в отличие от известной, учтены фазовые набеги поля в плоскости апертуры параболоида и влияние теневого эффекта. Представлен метод синтеза параболоидной антенны со смещенными с фокальной оси облучателями по заданным постоянной ширине и положению ее середины парциальных диаграмм направленностей в пределах углов наблюдения и с учетом влияния теневого эффекта. Разработан двухэтапный метод и алгоритм обработки данных парциальных каналов интегрированной активно-пассивной системы радиомониторинга, в котором проводится пиксельное комплексирование радиолокационного и радиометрического изображений с весовыми коэффициентами, которые адаптивно определяются на основе отношения сигнал/шум. Разработанная методика реализована в виде программного средства с использованием программного обеспечения Matlab. The actual scientific problem of increasing the efficiency of the multispectral activepassive monitoring systems of objects and scenes that operates in an arbitrary time and inclement weather conditions is solved in this thesis. Therefore a new structural scheme of integrated radio monitoring and integrated unified electrodynamic structures of partial channels beamforming in the microwave range are proposed. New models of digital signal representation of partial channels and method of complex images spectrum formation and processing in monitoring system are developed. A two-step method and data processing algorithm of partial channels in integrated active-passive radio monitoring system are developed, which provides pixel complexification of radiometric and radar images with weights, which are adaptively determined based on the signal/noise ratio. The developed technique is implemented as a software tool using the MATLAB software.