Кореляційний пеленгатор малих літальних апаратів
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2019.79.41-47Ключові слова:
малий літальний апарат, кореляційний пеленгатор, характеристики виявлення, максимальна відстань виявленняАнотація
Актуальність досліджуваної проблеми обумовлена зростанням кількості малих безпілотних літальних апаратів, які можуть нести загрозу як державним так і приватним інтересам. Застосування радіолокації дозволяє виявити і локалізувати об’єкт на достатній відстані, але пристрої досить дорогі в реалізації. Оптичні засоби мають суттєвий недолік – обмеження відстані спостереження через погодні умови. Акустичні засоби використовують пасивні методи пеленгування, забезпечують скритність спостереження, але мають невелику дальність виявлення. Збільшення відстані виявлення дозволить підвищити ефективність акустичних пеленгаторів. Проаналізувавши опубліковані та власні експериментальні результати дослідження шумових характеристик малих літальних апаратів, була запропонована модель звукового випромінювання - широкосмуговий випадковий процес з деяким енергетичним спектром. Враховуючи локальне походження шумового сигналу для виявлення та визначення кутової координати малих літальних апаратів було доцільно використати кореляційний метод пеленгування. Зроблено теоретичне порівняння характеристик виявлення та максимальної відстані виявлення кореляційного пеленгатору та квадратичного детектору. Встановлено, що виграш корелятора при виявленні слабких шумових сигналів становить приблизно 6 дБ. Такий виграш дає можливість збільшити максимальну відстань виявлення. Наведено результати натурних експериментів пеленгування квадрокоптеру Phantom 3 standard. Максимальна відстань виявлення кореляційним приймачем була близька до прогнозованої та становила 90 м замість 76 м отриманих квадратичним детектором. Кореляційний приймач має перевагу перед квадратичним завдяки можливості виявлення при меншому рівні прийнятого сигналу, тобто при менших величинах параметра виявлення. Рівень напруги завад на виході кореляційного приймача у відсутності сигналу був на 8 дБ нижчий за їх рівень на виході квадратичного детектору. Ця величина може бути ще більшою за умови збільшення тривалості часу інтегрування і застосування просторової обробки акустичних хвиль. Результати роботи можуть бути використані для прогнозування максимальної відстані виявлення малих безпілотних літальних апаратів і створення акустичних пеленгаторів шумових об’єктів.
Посилання
Перелік посилань
DroneLabs. Available at: http://www.drone-detector.com
Cabell R. Measured Noise from Small Unmanned Aerial Vehicles / R. Cabell, R. M. Swain. NoiseCon16, Providence, Rhode Island, 871 p. Available at: https://www.ingentaconnect.com/contentone/ince/incecp/2016/00000252/00000002/art00041#expand/collapse
Sadasivan S. Acoustic Signature of an Unmanned Air Vehicle – Exploitation for Aircraft Localisation and Parameter Estimation / S.Sadasivan, M.Gurubasavaraj, S. RaviSekar // Еronautical DEF SCI J. – 2001. – Vol 51, No 3. – р. 279-283.
Карташов В. М. Информационные характеристики звукового излучения малых беспилотных летательных аппаратов / В. М. Карташов, В. Н. Олейников, С. А. Шейко, С. И. Бабкин, И. В. Корытцев, О. В. Зубков, М. А. Анохин // Радиотехника. - 2017. - Вып. 191. - С. 181-187.
Massey K. Noise measurements of tactical UAVs // 16th AIAA/CEAS aeroacoustics conference. - p. 391.
Koзерук С.O. Виявлення малих лiтальних апаратiв за акустичним випромiнюванням / С.O. Koзерук, О.В. Коржик // Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування. – 2019. – №. 76. – С. 15-20.
Finn А. Acoustic Sense & Avoid for UAV’s / А. Finn, S. Franklin, // 2011 Seventh International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing. - 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 // Aerospace and Electronics Conference. - 2008. - Available at: https:// ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4806528
Pham T. Acoustic detection and tracking of small low-flying threataircraft / T. Pham, L. Sim, // 23rd Army Science Conference. - 2002.
Damarla Т. Battlefield Acoustics / T. Damarla // Springer International Publishing – 2015. – 262p.
Ольшевский В.В. Статистические методы в гидролокации / В.В. Ольшевский. - Л. : Судостроение, 1973. - 184 с.
Phantom 3 standard. Available at: https://www.dji.com/phantom-3-standard/info/
References
DroneLabs. Available at: http://www.drone-detector.com
Cabell R. and Swain R. M. (2016) Measured Noise from Small Unmanned Aerial Vehicles, NoiseCon16, Providence, Rhode Island, 871 p.
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., Oleynikov V. N., Sheyko S. A., Babkin S. I., Koryttsev I. V., Zubkov O. V. and Anokhin M. A. (2017) Informatsionnye kharakteristiki zvukovogo izlucheniya malykh bespilotnykh letatel'nykh apparatov [Information Characteristics of the Sound Emission of Small Unmanned Aerial Vehicles]. Radiotekhnika, Iss. 191, pp. 181-187.
Massey K. and Gaeta R. (2010) Noise Measurements of Tactical UAVs. 16th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. DOI: 10.2514/6.2010-3911
Kozeruk S. O. and Korzhyk O. V. (2019) Detection Small Aircraft by Acoustic Radiation, Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Iss. 76, pp. 15-20. DOI: 10.20535/RADAP.2019.76.15-20
Finn A. and Franklin S. (2011) Acoustic sense. 2011 Seventh International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing. 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. DOI: 10.1007/978-3-319-16036-8
Olshevskiy V.V. (1973) Statisticheskie metody v gidrolokatsii [Statistical methods in sonar]. Leningrad, Sudostroenie, 184 p.
Phantom 3 standard. Available at: https://www.dji.com/phantom-3-standard/info/
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
