Высокое разрешение в любую погоду

Малогабаритная станция, которую можно разместить на легкомоторном самолете, беспилотном летательном аппарате или вертолете, предназначена для радиолокационной съемки местности при любых погодных условиях.

Ее разработчикам впервые удалось добиться комплекса параметров, которые обеспечивают высокое разрешение получаемых снимков, что и делает эту станцию уникальной. Это мощность излучения, широкополосность и микронавигация, учитывающая дрожание беспилотника или самолета. Именно от них зависит точность снимков.

«Принцип работы станции не отличается от современных РСА космического или авиационного базирования, разница только в предельном разрешении, которое определяется шириной спектра зондирующего сигнала, в нашем случае это тысяча мегагерц МГц в трехсантиметровом диапазоне, — рассказал “Стимулу”» руководитель проекта, старший научный сотрудник НИИ систем электрической связи Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Михаил Ровкин. — Отметим, что станция двухчастотная. Разрешение во втором частотном диапазоне в два с половиной раза ниже и позволяет “заглянуть” под растительность. Важно, что так называемая полоса захвата при максимальном разрешении составляет не менее восьми километров, именно она определяет итоговую производительность системы зондирования. У зарубежных станций со сравнимым разрешением (20 сантиметров) ширина полосы захвата существенно меньше. В составе станции есть бортовая навигационная система с функциями микронавигации, позволяющая эксплуатировать ее на носителях с малой массой».

«Микран» изготовил антенны, приемо-передатчики СВЧ, а также проводил испытания комплекса аппаратуры в лаборатории.

Перед самолетом-лабораторией слева-направо: Роман Ермаков, Максим Самулеев и Михаил Ровкин, представляющие три организации — исполнителя проекта: НИИ ТП (соисполнитель), «Микран» (индустриальный партнер) и ТУСУР (головная организация)

ТУСУР

«Специалисты ТУСУРа внесли большой вклад в научную составляющую проекта. За время его реализации защищено четыре кандидатские диссертации, в которых исследованы новые электронные компоненты, система питания СВЧ антенных решеток с уменьшенными потерями и модифицирован метод исследования устройств в импульсном режиме, — рассказал “Стимулу” директор НИИ систем электрической связи ТУСУРа, профессор кафедры узлов и деталей радиоэлектронной аппаратуры Николай Малютин. — Конечно, венцом всего огромного труда стал действующий макет радиолокационной системы, который дважды испытывался при полетах на высоте до шести километров на самолете-лаборатории».

Летные испытания проводили специалисты ТУСУРа и соисполнители работы — специалисты НИИ точных приборов, имеющие большой опыт авиационной радиолокационной съемки. Они же были основными разработчиками программного обеспечения.

«Радиолокационная станция в двух диапазонах частот “смотрела” на поверхность Земли, излучая импульсы мощностью четверть киловатта, принимая и записывая в память ЭВМ отраженные сигналы с помощью специально разработанных антенн. Управление процессом формирования сигналов, записью принимаемой информации и обработкой занимаются программы, разработанные профессионалами своего очень сложного дела из московского НИИ точных приборов — соисполнителя проекта», — пояснил Николай Малютин.

По словам ученого, при радиолокационной съемке погодные условия и время суток значения не имеют: радиолокатор видит все, потому что электромагнитные волны проходят сквозь облака, днем и ночью. Более того, они отражаются от грунта и от металла в разной степени, что позволяет легко различать их на получаемой «почти фотографии», а точнее — восстановленной картине радиоголографического изображения.

На фотографиях показаны два изображения одной и той же поверхности: вверху — радиолокационное, внизу — фотографическое

ТУСУР

Летные испытания макета станции подтвердили, что за один вылет продолжительностью несколько часов с ее помощью возможно осуществить высокодетальную радиолокационную съемку десяти районов 30 на 30 км.

«Новые возможности, которые предоставляет станция, — проведение больших объемов инженерных работ по авиационной РЛ-съемке высокого качества, — поясняет Михаил Ровкин. — За один вылет станция способна получить РЛ и сохранить изображения суммарной площадью до восьми тысяч квадратных километров. Формируемый при этом гигантский массив данных передавать с борта самолета на Землю не имеет смысла, поэтому он сохраняется на твердотельном носителе и доступен после приземления.

По словам разработчиков, задача высокоточной съемки очень актуальна: она позволяет на качественно новом уровне проводить мониторинг местности, используя, например, БПЛА, при любых погодных условиях, противодействуя биогенным и техногенным угрозам.

Точная радиолокационная съемка может использоваться при определении границ подтопления, состояния почвы (ее засоленность и проч.), качества посевов и лесов, разливов нефтепродуктов и так далее.

Однако, как отметил Михаил Ровкин, перспективы разработки упираются в отсутствие легких гражданских отечественных носителей, в том числе БПЛА средней грузоподъемности (100 кг). Радикально снижать массу станции для установки на беспилотник легкого класса нет смысла из-за ограничений по времени, высоте и дальности его полета, поскольку станция по совокупности параметров относится к оборудованию высокого уровня.

Разработанная специалистами «Микрана», ТУСУРа и НИИ ТП авиационная компактная станция для радиолокационной съемки в высоком разрешении не первая в мире и в России. Это очень важное сейчас направление развивается быстро. По словам Николая Малютина, созданный образец замечателен прежде всего тем, что в нем объединены все современные достижения разных коллективов, а изготовленный макет РСА испытан в реальных условиях.