+7 (812) 494-9090
Обратная связьEnglish
Главная → Статьи → Радиолокация → Обзор книги «Компактные радиолокационные системы ближнего действия», автор: Gregory L. Charvat
Версия для печати

Обзор книги «Компактные радиолокационные системы ближнего действия», автор: Gregory L. Charvat

16 сентября 2016

В статье рассматривается книга «Компактные радиолокационные системы ближнего действия», автор: Gregory L. Charvat. Специалисты АстроСофт подготовили небольшой обзор на тему: "Кому и чем могла бы быть полезна эта книга". Получилось информативно, так что, если вас одолевают сомнения, заказать ли книгу из-за рубежа (именно так, потому что на русский язык она еще не переведена), читайте и делайте выводы. Готовы ответить на вопросы в комментариях.


Содержание книги
Обзор книги «Компактные радиолокационные системы ближнего действия», автор: Gregory L. Charvat
Источник: glcharvat.com
  1. Радиообнаружение и определение дальности
  2. Радиолокационные системы ближнего действия и их применение
    • Радары с непрерывным гармоническим сигналом
    • Радары с частотной модуляцией
    • Радары с синтезированной апертурой
    • Практические примеры компактных радаров с синтезированной апертурой в системах построения изображений
    • Радары с фазированными антенными решетками
    • Радары со сверхширокополосными сигналами
  3. Применения
    • Полицейский радар на эффекте Доплера и датчики движения
    • Авторадар
    • Радар для детектирования сквозь стены

В книге даны физические принципы распространения радиоволн, приведены некоторые уравнения для математического описания радиоволн, показаны схемы устройств в составе радаров и графики результатов их работы.

Связывается теория и практика для демонстрации того, как в реальных системах радиолокации используют технологии компактных радаров и быстро переходят от идеи к подтверждению концепции. Анализ компактных РЛС ближнего действия и примеры их практического применения. Изложение подкрепляется выводом уравнений, условиями, при которых алгоритмы реализуемы, и детальным рассмотрением каждого из перечисленных типов компактных РЛС: радары с гармоническим сигналом, сверхширокополосные радары импульсные или с частотной модуляцией, фазированные антенные решетки и радары с синтезированной апертурой.

Недорогие СВЧ-компоненты, ускорение вычислений и возможность накопления данных сделали возможным широкое распространение и внедрение компактных РЛС ближнего действия. Исходно компактные радары работали на гармоническом Доплеровском сигнале в дистанционных взрывателях во времена Второй Мировой войны. Они устанавливались на поверхности противовоздушного снаряда, взрывая его при подходе к самолету. Вскоре после войны такие радары нашли применение у правоохранительных органов для измерения скорости автомобилей. Автомобильные радары разрабатывались с 1950-х гг, но оставались дорогостоящими. С изобретением генератора на диоде Ганна компактный доплеровский радар стал использоваться в качестве датчика движения для автоматических дверей. С развитием скрытности самолетов радары малой дальности с синтезированной апертурой (РСА) стали разрабатываться для измерения эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Сегодня дешевые радары используются в круиз-контроле автомобилей, в системах предотвращения столкновений, обнаружения мертвых зон и в целях обезопасить автомобили. Низкочастотные портативные и мобильные приборы могут проникать сквозь стены, обеспечивая возможности поиска и спасения. Компактные РСА устанавливаются на беспилотных летательных аппаратах в разведывательных целях. Маленькие приборы используются на автономных транспортных средствах (наземных и воздушных) для мониторинга окружающей среды, опасностей с целью классифицировать объекты и по возможности принимать автономные решения.

Такие радарные системы заметно уходят от теории и заметно отличаются от традиционных радаров. Это обусловлено малой дальностью целей. Малые дальности требуют большой пропускной способности для достижения хорошего разрешения по дальности и одновременного приема-передачи, т.к. есть существенные практические ограничения в аппаратной части, делающие непригодной архитектуру радаров. Цели радаров беспорядочны, что требует использования когерентной обработки и алгоритмов обнаружения. Кроме того, радары ближнего действия работают в ближней зоне, требуя специфического формирования лучей и отображений. Для повышения точности в автомобильных и беспилотных приложениях данные часто объединяются с данными от других датчиков, чтобы уменьшить ложные тревоги.

В этой книге компактные РЛС ближнего действия исследуются на высоком уровне и демонстрируются на практически реализованных примерах. Рассматривается несколько различных типов компактных РЛС: гармонические, импульсные сверхширокополосные, сверхширокополосные с линейной частотной модуляцией, радары с синтезированной апертурой и антенные решетки. Для каждого типа радара выведено уравнение дальности с объяснением применимости алгоритма и каждого изучаемого случая, что объединяет теорию и практику при демонстрации реализации реальной радарной системы.

Применение компактных радаров постоянно эволюционирует, поэтому требует особого рассмотрения. В книге рассматривается повседневное использование недорогого Доплеровского радара для жизненных применений. Одна из глав будет сфокусирована на теме авторадара и его чувствительности, охватывая темы физической реализуемости применительно к транспортным средствам для навигации и совмещения с другими датчиками.

Это первая работа по компактным РЛС ближнего действия и их применению. Этот текст касается также момента искусственного изучения теоретически обсуждаемой эволюции компактных радаров, их применения и установления технического соответствия для последующей разработки компактных радаров.

Рекомендации АстроСофт

В начале книги достаточно подробно описаны электромагнитные поля (уравнения Максвелла), дается понятие ближней и дальней зон, поляризации, упомянуты значимые параметры среды распространения, описываются характеристики антенн, приводится уравнение передачи. Есть разделы, посвященные радиоприемникам и радиопередатчикам. В главе 4 (стр.281) описаны типы сигналов, используемых в автомобильных радарах: линейная частотная модуляция ЛЧМ (LFM), частотная манипуляция ЧМ (FSK), смесь ЛЧМ и ЧМ, импульсная ЛЧМ. Есть раздел, посвященный согласованной фильтрации и функции неопределенности. Данный материал позволяет использовать книгу в качестве справочника и делает ее полезной как начинающим специалистам, так и достаточно опытным.

Подробно описываются компактные радиолокационные системы ближнего действия и их применение. Всегда приводятся схемы и фотографии реальных компактных радаров и некоторый матаппарат (часто приведены итоговые формулы без промежуточных выкладок). На сайте автора можно скачать скрипты для проведения моделирования и построения графиков в Matlab (по каждой теме дается отдельный архив с материалами) и посмотреть демонстрационные видео.

Книгу можно использовать в качестве справочника для поиска общих формул и выражений. У автора доступная для понимания манера изложения. Упор в книге сделан на практическую реализацию устройств, что делает ее очень полезной для проектировщиков прикладных радарных систем малой дальности. Материалы по практическому применению всегда идут в связке с подкрепляющим матаппаратом.

С автором книги можно связаться на glcharvat.com для получения содержания книги в электронном виде, а также демо-видео и данных с радаров, скрипты MATLAB можно найти на glcharvat.com/shortrange.

Заказать книгу можно здесь


Теги: радиолокация, автомобильные радары, радары ближнего действия, радары дальнего действия, рлс, свч