ИСТИНА

Целью проекта является разработка фундаментального научно-технического задела для создания радиолокационного комплекса с распределенной приемной системой, включающего в качестве базовых единиц радиофотонные сверхширокополосные радары со сверхразрешением, способного надежно выполнять обнаружение малых беспилотных летательных объектов и определять их параметры с высокой точностью. В рамках достижения основной цели проекта предусматривается решение следующих задач: 1. Разработка многоканальных радиофотонных систем генерации и приема широкополосного сигнала с различным типом модуляции, в частности, для сверхкоротких импульсов, импульсов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и OFDM сигналов, а также сравнительное исследование их характеристик. С помощью численного моделирования будут оптимизированы схемы систем генерации и приема для указанных видов модуляции, а затем созданы их макеты и исследованы экспериментальные характеристики. Радары на основе разработанных радиофотонных систем будут служить в дальнейшем базовыми единицами при создании радиолокационных комплексов с распределенной приемной системой. 2. Теоретической задачей проекта будет являться всестороннее исследование радиолокационных комплексов с распределенной приемной системой. Эта задача предполагает разработку принципов построения и архитектуры распределенной радиофотонной сети приемных станций с когерентной обработкой сигнала. Существенной особенностью такой сети в проекте будет возможность размещения отдельных приемных узлов как на земле, так и в воздухе на беспилотных летательных аппаратах. Междисциплинарный характер работ связан с использованием методов и подходов и получением оригинальных результатов в разных областях – это и оптика, и волоконно-оптическая физика, и радиофизика СВЧ, и оптоэлектроника.

The aim of the project is to develop a fundamental scientific and technical groundwork for the creation of a radar complex with a distributed receiving system, which includes as basic units microwave photonics ultra-wideband radar with super-resolution, capable of reliably detecting small unmanned aerial objects and determine their parameters with high accuracy. In order to achieve the main goal of the project, the following tasks are envisaged: 1. Development of multichannel microwave photonics systems for generation and reception of broadband signals with different types of modulation, in particular, for ultrashort pulses, pulses with linear frequency modulation and OFDM signals, as well as a comparative study of their characteristics. With the help of numerical modeling, the schemes of generation and reception systems for these types of modulation will be optimized, and then their models will be created and experimental characteristics will be studied. Radars based on the developed radio-photon systems will serve in the future as basic units in the creation of radar systems with a distributed receiving system. 2. The theoretical objective of the project will be a comprehensive study of radar systems with a distributed receiving system. This task involves the development of principles of construction and architecture of a distributed microwave photonics network of receiving stations with coherent signal processing. An essential feature of such a network in the project will be the possibility of placing individual receiving nodes both on the ground and in the air on unmanned aerial vehicles. The interdisciplinary nature of the work is associated with the use of methods and approaches and obtaining original results in different fields – optics, fiber-optic physics, microwave photonics, and optoelectronics.

В проекте будут получены следующие результаты: Первый год выполнения проекта: 1. Будут разработаны схемы многоканальной радиофотонной приемной системы для сверхширокополосного радиолокатора с применением сверхкоротких импульсов, ЛЧМ импульсов и OFDM сигналов, а также аналитически оценены их характеристики (уровень шумов, отношение сигнал/шум, динамический диапазон и др.). 2. Будет создана математическая модель и реализован численный код для проведения численного моделирования характеристик приемной системы. 3. Будут разработаны схемы радиофотонного формирования излучаемого сигнала для сверхширокополосного радиолокатора с применением сверхкоротких импульсов, ЛЧМ импульсов и OFDM сигналов, а также аналитически оценены их характеристики (требуемая мощность оптических источников, баланс мощности в схеме, в том числе, необходимость применения оптических усилителей и др.). 4. Будет создана математическая модель и реализован численный код для проведения численного моделирования характеристик системы формирования излучаемого сигнала.

Коллектив имеет солидный задел по предлагаемому проекту. Экспериментально показана возможность реализации системы радиовидения на базе короткоимпульсного радара. Предложена идея реализации радиофотонного приемного канала СВЧ диапазона с оптическим гетеродинированием, и исследованы его основные характеристики. Продемонстрирована перспективность использования элементов радиофотоники в современных радиолокаторах. Также исследовались различные аспекты радиофотонного преобразования частоты и обсуждались различные схемы радиофотонного преобразователя частоты (параллельная, последовательная, с одним модулятором и др.). Найдены характеристики этих схем, определены их преимущества и недостатки. Предложен высокоскоростной радиофотонном АЦП со спектрально-интервальным оцениванием сигнала. Экспериментальные исследования характеристик преобразователей частоты на макетах соответствовали аналитическим расчетам и численному моделированию. Все полученные ранее результаты, разработанные методы и подходы являются полностью оригинальными и новыми и не имели аналогов на момент их опубликования.