За
рубежом уже продемонстрированы возможности расширения методов традиционной
радиолокации за счет использования широкополосных по частоте радиосигналов и
обработки сигналов в оптической форме. В этом случае удается не только
определить расстояние до объекта, но также и восстановить его визуальный облик
и размер, а в ряде случаев определить угловые скорости вращающихся объектов.
Собственный метод построения
радиоизобажений предложили ученые НИЯУ МИФИ. Как рассказал заведующий лабораторией
дизайна и СВЧ измерений НИЯУ МИФИ Роман Рыжук, в основе данного метода лежит радиофотонная
регистрация радиоголограммы (амплитудно-фазового распределения поля на поверхности
приемной антенны) с последующей компьютерной обработкой сигнала.
Важная особенность метода заключается в
том, что радиосигнал преобразуется в оптический, а оптический – в
электрический, и только последний уже может быть проанализирован с помощью
компьютера, с использованием т.н. преобразований Фурье.
Как пояснил Роман Рыжук, преобразование
радиосигнала в оптический необходимо для того. чтобы информацию от приемных
антенн, которые могут находиться на большом расстоянии от обрабатывающего
центра можно было передавать по оптико-волоконному кабелю без существенных
потерь и с использованием широкополосности.
При этом, в схеме предложенной учеными
НИЯУ МИФИ, в момент превращение радиоволн в световые СВЧ сигнал, идущий от
приемной антенны, смешивается с так называемым опорным СВЧ-сигналом,
вырабатываемым генератором; это позволяет анализирует различие фаз двух сигналов.
«Мы
предложили схему радиофотонной обработки сигнала, когда принимаемый рупорной
антенной СВЧ сигнал в оптическом тракте смешивается с опорным СВЧ сигналом при
помощи двойного параллельного модулятора Маха-Цендера. На выходе схемы
фотодетектор преобразует оптический сигнал в электрический. Выходной ток
фотодетектора позволяет восстановить амплитудно-фазовое распределение
принимаемого сигнала», - поясняет Роман Рыжук.
Ученые провели серию экспериментов, в
которых для восстановления пространственного распределения СВЧ радиосигнала передвигали
приемную антенну и ориентировали ее под разными углами обзора. По словам Романа
Рыжука, исследования подтвердили работоспособность принципиальной схемы и
радиофотонной методики обработки сигналов в диапазоне 5 ГГц для измерения
амплитудно-фазовых распределений СВЧ поля.
«Разработанные нами методики перспективны
для построения схемотехнических решений узлов радиофотонного локатора,
позволяющего восстановить пространственный облик цели на основе получения
радиоизображений объекта, полученных из нескольких точек наблюдения», - отметил
заведующий лабораторией.
Исследования проводились в рамках
стратегического проекта «Радиофотоника и квантовая сенсорика» программы «Приоритет-2030».