МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КООРДИНАТ МАЛОВИСОТНОГО ОБ’ЄКТА ЗА УМОВИ ВИКОРИСТАННЯ ДЕКІЛЬКОХ ПРОМЕНІВ РАДІОСИГНАЛІВ

Анотація

Нині у великих містах спостерігається стійка тенденція до збільшення просторової щільності
телекомунікаційних систем. Насиченість радіоспектра аналоговими та цифровими системами, що
використовуються для вирішення завдань радіозв’язку та телебачення, дозволяє на їх основі удосконалювати
технології напівактивного радіолокаційного виявлення та визначення координат маловисотного об’єкта.

Здійснення радіолокаційного спостереження з використанням передавачів нерадіолокаційного
призначення часто називають напівактивною радіолокацією з використанням сторонніх або паразитних
джерел випромінювання.

Перевагами таких систем є мінімізація витрат на розгортання, незначні експлуатаційні енерговитрати,
низька ймовірність встановлення завад, скритність факту роботи, екологічність та відсутність вимог до
виділення радіочастотного ресурсу. Відносно великі висоти підняття антен зв’язкових і телевізійних
передавачів за наявної випромінюваної потужності створюють сприятливі умови виявлення маловисотних
об’єктів.

Цифрові сигнали сучасних телекомунікаційних систем мають ширину спектра, що забезпечує прийнятну
роздільну здатність та точність вимірювання сумарної дальності та кутових координат [20; 21]. Загалом
системи такого типу являють собою багатопозиційну систему, що складається з одного або декількох джерел
випромінювання та однієї або кількох приймальних позицій, рознесених у просторі [22; 23].

У роботі наведено загальну характеристику запропонованого методу визначення координат повітряного
об’єкта на малій висоті за умов розповсюдження декількох променів радіосигналів.

Визначено метод і його технічне рішення щодо здатності визначати координати несанкціонованого
маловисотного об’єкта за умов існування декількох променів розповсюдження радіосигналу та представлено
алгоритм його функціонування, необхідний для технічної реалізації запропонованого методу.

У роботі розглянуто варіанти визначення координат повітряних об’єктів при різному складі первинних
вимірювань координат і кількості приймальних пунктів.

Здійснено оцінку точності визначення місця розташування об’єкта для багатопозиційних радіосистем
такого типу за умов існування декількох променів розповсюдження радіосигналу в розробленій моделі
з врахуванням кількості сигналів, що приймаються, та помилки їх вимірювання.

Посилання:

1. Howland P. E., Maksimiuk D., Reitsma G. FM radio based bistatic radar. IEE Proceedings – Radar,
   Sonar and Navigation. 2005. P. 107–115. DOI: 10.1049/ip-rsn: 20045077.
   2. Samczyński P., Wilkowski M., Kulpa K. Trial results on bistatic passive radar using non-cooperative
   pulse radar as illuminator of opportunity. INTL – International Journal of Electronics and
   Telecommunications. 2012. P. 171–176.
   3. Honda J., Otsuyama T. Feasibility study on aircraft positioning by using ISDB-T signal delay. IEEE
   Antennas and Wireless Propagation Letter. 2016. P. 1787–1790.
   4. Howland P. E. Target tracking using television-based bistatic radar. IEE Proceedings – Radar, Sonar
   and Navigation. 1999. P. 166–174.
   5. Salah A. Experimental study of LTE signals as illuminators of opportunity for passive bi-static radar
   applications / Abdullah R.S.A. Raja, A. Ismail, F. Hashim, Aziz N.H. Abdul. Electronics Letters. 2014.
   P. 545–547. DOI: 10.1049/el.2014.0237.
   6. Chen Р. С. A non-line-of-sight error mitigation algoritm in location estimation. Proc. IEEE Wireless
   Communications Networking Conference. 1999. Vol 1. P. 316–320.
   7. Cong L., Zhuang W. Non-line-of-sight error mitigation in TDOA mobile location. Proc. IEEE
   Globecom. Nov 2001. P. 680–684.
   8. Європейський патент ЕР 3173809, ПМК кл. G01S 5/06, G0 5/02; опубл. 31.05.2017.
   9. Сайко В. Г., Наритник Т. М. Безпроводові системи зв’язку терагерцового діапазону:
   монографія. Німеччина: Видавництво «LAP LAMBERT Academic Publishing RU», 2019. 68 с.
   10. Сайко В. Г. Мережі мобільного зв’язку нового покоління 4G/5G/6G: монографія /
   В. Г. Сайко, Р. С. Одарченко, А. О. Абакумова, Т. М. Наритник, В. С. Наконечний, В. М. Домрачев,
   С. В. Толюпа, В. Ю. Заблоцький, П. Ф. Баховський. К.: ТОВ «Про формат», 2021. 200 с.
   11. Saiko V., Odarchenko R., Zhurakovskyi B., Yevdokymenko M., Fesenko V., Tkachova O.
   A Model for Building a Wireless Terahertz Network for 5G NR. Proceedings of the IEEE International
   Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications,
   IDAACS. 2023. P. 1071–1076.
   12. Сайко В. Г., Радзівілов Г. Д., Комаров В. О., Фомін М. М., Солодовник В. І.,
   Криволапов Я. В., Криволапов Г. Я. Алгоритм визначення координати несанкціонованого БпЛА за
   умов декількох променів розповсюдження сигнал // Вчені записки Таврійського національного
   університету імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки. Том 35 (74). 2024. № 1. С. 74–80.
   13. Zhu X., Feng Y. RSSI-based algorithm for indoor localization. Communications and Network.
   2013. Vol. 5 (02). P. 37–42.
   14. Tonissen S. M., Bar-Shalom Y. Maximum likelihood track-before-detect with fluctuating target
   amplitude. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 1998. № 34. P. 796–809.
   15. Hadzagic M., Michalska H., Lefebrvre E. Track-Before-Detect Methods in Tracking LowObservable Targets: A Survey. Sensors & Transducers Magazine (S&T e-Digest). 2005. Special Issue, August.
   P. 374–380.
   16. Davey J. S., Rutten M. G., Cheung B. A. Comparison of Detection Performance for Several Trackbefore-Detect Algorithms. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing. 2008. P. 1–10.
   17. Orlando D., Venturino L., Lops M., Ricci G. Track-Before-Detect Strategies for STAP Radars.
   IEEE Trans. Signal Process. 2010. № 58. P. 933–938.
   18. Nicomino F., Addabbo P., Clemente C., Biondi F., Giunta G., Orlando D. A Track-Before-Detect
   Strategy Based on Sparse Data Processing for Air Surveillance Radar Applications. Remote Sensing. 2021.
   № 13. P. 2–19.
   19. Неуймин А. С., Жук С. Я. Обнаружение цели в импульсно-доплеровской РЛС на основе
   многообзорного накопления сигналов. Вестник Национального технического университета Украины
   «КПИ». Серия: Радиотехника. Радиоаппаратостроение. 2013. № 53. С. 89–97.
   20. Saiko V., Toliupa S., Brailovskyi M., Narytnyk T., Nakonechnyi V., Shtanenko S.. Mathematical
   Simulation of FMCW Radar Operation: Simulation of the Normalized Signal at the Receiver Input. 5th IEEE
   International Conference on Advanced Information and Communication Technologies, AICT 2023 –
   Proceedings. 2023. С. 140–146. DOI: 10.1109/AICT61584.2023. 21–25 Nov. 2023. URL:
   https://ieeexplore.ieee.org/xpl/conhome/10452416/proceeding.
   21. Сайко В. Г., Романов Д. О., Наритник Т. М, Комаров В. О., Фомін М. М. Аналіз перспектив
   використання терагерцового діапазону частот для безпроводових мереж зв’язку спеціального
   призначення. Системи і технології зв’язку, інформатизації та кібербезпеки: збірник наукових праць
   ВІТІ. 2024. № 5. С. 138–153.
   22. Saiko V., Lukova-Chuiko N., Zhurakovskyi B., Nakonechnyi V., Brailovskyi M. A Method of
   Increasing the Reliability of Heterogeneous 5G/IoT Special Communication Networks when Using the
   Terahertz Wave Range. CEUR Workshop Proceedingsthis. 2022. 3384. Р. 120–131.
   23. Saiko V., Nakonechnyi V., Brailovskyi M., Toliupa S. Models оf improving the efficiency of radio
   communication systems using the terahertz range. 2020 IEEE International Scientific-Practical Conference:
   Problems of Infocommunication Science and Technology. PIC S and T 2020 – Proceedings. Р. 192–196.