Виявлення малих лiтальних апаратiв за акустичним випромiнюванням

  • S. O. Kozeruk Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" https://orcid.org/0000-0003-2400-3954
  • O. V. Korzhyk Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" https://orcid.org/0000-0001-6793-1676
Ключові слова: малий літаючий апарат, типовий канал виявлення, характеристики виявлення, максимальна відстань виявлення

Анотація

Вступ. Виявлення малих літальних апаратів (МЛА) або дронів ускладнюється їх низькою помітністю, як в електромагнітному, так і в акустичному діапазонах довжин хвиль, а також особливістю траєкторії їх польоту. Висота польоту може змінюватися від одиниць до десятків метрів, а динаміка руху - від зависання до прискорення в довільному напрямку. Використання радіолокації дозволяє виявляти дрони на відкритих територіях на відстані до 1000 м. Акустичні методи спостереження забезпечують виявлення в умовах складного рельєфу і наявності зелених насаджень. Дальність виявлення залежить від обраного приймального пристрою, рівня випромінювання об'єкта і рівня акустичних перешкод в зоні спостереження. Розробка алгоритму розрахунку максимальної дальності виявлення за заданими характеристиками виявлення представляється актуальним завданням.
Теоретичні результати. Для виявлення літаючих об'єктів пропонується використовувати приймач, що забезпечує некогерентне оброблення акустичних сигналів - типовий тракт виявлення. Алгоритм розрахунку максимальної дальності виявлення МЛА заснований на статистичній теорії виявлення шумоподібних сигналів замаскованих перешкодами. Передбачається, що акустичні характеристики дрона як об'єкта випромінювання і перешкоди як акустичного шуму в районі застосування засоби виявлення відомі. Характеристики виявлення - ймовірності виявлення і хибної тривоги задаються довільно. Послідовність розрахунку максимальної дальності виявлення МЛА зводиться до встановлення типу, ефективної смуги частот і рівня сигналу випромінювання, визначення рівня перешкоди в зоні прийому, розрахунку параметра виявлення за характеристиками, розрахунку максимальної дальності виявлення.
Висновки. Для виявлення МЛА за акустичним випромінюванням запропоновано використовувати приймач - типовий тракт виявлення. Наведено алгоритм розрахунку ймовірності виявлення шумового сигналу і встановлено правило прийняття рішення. В роботі запропонований алгоритм розрахунку максимальної відстані виявлення МЛА за заданими характеристиками виявлення і акустичними характеристиками дрона і перешкод. Важливим фактором оцінки дальності є розподіл температури повітря за висотою і напрямок руху повітряних мас. Тому алгоритм слід удосконалити з урахуванням метеорологічної ситуації.

Біографії авторів

S. O. Kozeruk, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Козерук С. О., к.ф-м.н., доцент кафедри акустики та акустоелектроніки

O. V. Korzhyk, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Коржик О. В., д.т.н., професор кафедри акустики та акустоелектроніки

Посилання

Перелік посилань

Drone Labs [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://www.drone-detector.com

Cabell R. Measured Noise from Small Unmanned Aerial Vehicles / R. Cabell, F. Grosveld, R. McSwain // INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings, NoiseCon16. - pp. 345-354.

Sadasivan S. Acoustic Signature of an Unmanned Air Vehicle – Exploitation for Aircraft Localisation and Parameter Estimation / S. Sadasivan, M. Gurubasavaraj, S. Ravi Sekar // Defence Science Journal – 2001. – Vol 51, No 3. - р. 279–284.

Карташов В. М. Информационные характеристики звукового излучения малых беспилотных летательных аппаратов / В.М. Карташов, С.А. Шейко, С.И. Бабкин, И.В. Корытцев, О.В. Зубков // Радиотехника ХНУРЭ. - 2017. - Вып. 191. - с. 181-187.

Finn А. Acoustic Sense & Avoid for UAV's / А. Finn, S. Franklin // 2011 Seventh International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing, Adelaide, SA. - 2011. - pp. 586-589.

Case E.E. Low-Cost Acoustic Array for Small UAV Detection and Tracking / E.E. Case, A.M. Zelnio, B.D. Rigling // 2008 IEEE National Aerospace and Electronics Conference. - 2008.

Pham T. Acoustic Data Collection of Tactical Unmanned Air Vehicles (TUAVs) / T. Pham, L. Sim. - 2002.

Damarla Т. Battlefield Acoustics / T. Damarla // Springer International Publishing. – 2015. – 262p.

Евтютов А.П. Примеры инженерных расчетов в гидроакустике / А.П. Евтютов, В.Б. Митько. - Л. : Судостроение, 1981. - 256 с.

Дідковський В.С. Шуми і вібрації / В.С. Дідковський, О.В. Коржик, А.Г. Лейко. – К. : ТОВ Імекс-ЛТД, 2010. - 336 с.

Massey K. Noise Measurements of Tactical UAVs / K. Massey, R. Gaeta // 16th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, p. 391.

ДБН В.1.1-31:2013 Захист територій, будинків і споруд від шуму.

References

Drone Labs. Available at: http://www.drone-detector.com

Cabell R., Grosveld F. and McSwain R. (2016) Measured Noise from Small Unmanned Aerial Vehicles. INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings, NoiseCon16, pp. 345-354.

Sadasivan S., Gurubasavaraj M. and Sekar S.R. (2001) Acoustic signature of an unmanned air vehicle exploitation for aircraft localisation and parameter estimation. Defence Science Journal, Vol. 51, Iss. 3, pp. 279-284. DOI: 10.14429/dsj.51.2238

Kartashov V. M., Sheiko S.A.,Babkin S.I., Koryttsev I.V. and Zubkov O.V. (2017) Informatsionnye kharakteristiki zvukovogo izlucheniya malykh bespilotnykh letatel'nykh apparatov [Information characteristics of the sound radiation of small unmanned aerial vehicles]. Radiotekhnika KhNURE, Iss. 191, pp. 181-187.

Finn А. and Franklin S. (2011) Acoustic Sense & Avoid for UAV’s, 2011 Seventh International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing, pp. 586-589. DOI: 10.1109/ISSNIP.2011.6146555

Case E.E., Zelnio A.M. and Rigling B.D. (2008) Low-Cost Acoustic Array for Small UAV Detection and Tracking. 2008 IEEE National Aerospace and Electronics Conference. DOI: 10.1109/naecon.2008.4806528

Pham T. and Sim L. (2002) Acoustic Data Collection of Tactical Unmanned Air Vehicles (TUAVs). DOI: 10.21236/ada410088

Damarla T. (2015) Battlefield Acoustics, 262 p. DOI: 10.1007/978-3-319-16036-8

Evtyutov A.P. and Mit'ko V.B.(1981) Primery inzhenernykh raschetov v gidroakustike [Examples of engineering calculations in hydroacoustics], Leningrad, Sudostroenie, 256 p.

Didkovskyi V.S., Korzhyk O.V. and Leiko A.H. (2010) Shumy i vibratsii [Noises and vibrations], Kyiv, TOV Imeks-LTD, 336 p.

Massey K. and Gaeta R. (2010) Noise Measurements of Tactical UAVs. 16th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. DOI: 10.2514/6.2010-3911

DBN V.1.1-31:2013 Protection of territories, buildings and structures from noise. State Construction Standards of Ukraine. Available at: http://dbn.co.ua/load/normativy/dbn/zakhist_vid_shumu/1-1-0-1814

Опубліковано
2019-03-30
Номер
Розділ
Телекомунікації, радіолокація і навігація, радіоптика та електроакустика