Новый метод построения радиоизображений объектов на основе анализа отраженных от них радиоволн разработали ученые Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ), 17 ноября сообщает пресс-служба вуза.

Радиолокатор определяет наличие объекта в пространстве и измеряет расстояние до него. Но чтобы решить ставшую в последнее время актуальной задачу построения на основе отраженных радиоволн так называемых радиоизображений, необходимы новые устройства радиолокации и новые методы обработки полученных этими устройствами сигналов.

Один из таких методов разработали и исследовали в рамках стратегического проекта «Радиофотоника и квантовая сенсорика» специалисты НИЯУ МИФИ.

Методы расширения обычной радиолокации за счет применения широкополосных по частоте радиосигналов и обработки сигналов в оптической форме, которые позволяют восстановить визуальный облик и размер объектов, уже были продемонстрированы зарубежными разработчиками.

Метод, разработанный в НИЯУ МИФИ, как сообщил завлабораторией дизайна и СВЧ-измерений Роман Рыжук, основан на радиофотонной регистрации радиоголограммы (амплитудно-фазового распределения поля на поверхности приемной антенны) и последующей ее компьютерной обработке.

Особенностью данного метода является преобразование радиосигнала в оптический, а оптического в электрический, поскольку только электрический сигнал может проанализировать компьютер, используя преобразования Фурье.

Промежуточное преобразование радиосигнала в оптический, как пояснил Роман Рыжук, необходимо для передачи информации от приемных антенн в обрабатывающий центр без существенных потерь и с использованием широкополосности, что для больших расстояний возможно осуществить только по оптоволоконному кабелю.

В схеме ученых НИЯУ МИФИ в момент, когда идет преобразование радиоволн в световой сигнал, СВЧ-сигнал с приемной антенны смешивается с вырабатываемым генератором опорным СВЧ-сигналом, что позволяет анализировать 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», — продолжил свои пояснения Роман Рыжук.

Для проверки работоспособности предложенной схемы была проведена серия экспериментов. Исследователи для восстановления пространственного распределения СВЧ-радиосигнала двигали приемную антенну и меняли углы обзора.

Результаты экспериментов подтвердили работоспособность как принципиальной схемы, так и методики радиофотонной обработки сигналов для измерения амплитудно-фазовых распределений СВЧ-поля в диапазоне 5 ГГц.

«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», — считает заведующий лабораторией дизайна и СВЧ-измерений.