Проект: Стационарные и мобильные системы обнаружения, пеленгования и идентификации БПЛА.

- Алгоритм и программное обеспечение расчета спектров акустических сигналов БПЛА. - Алгоритм и программное обеспечение расчета угловых спектров акустических сигналов БПЛА с применением фазированных антенных решеток. - Алгоритм и программное обеспечение расчета центральной частоты и ширины спектральных линий акустических сигналов, результаты экспериментальных исследований. - Алгоритм и программное обеспечение расчета автокорреляционных функций акустических сигналов и в том числе ширину главного лепестка и уровень боковых лепестков, результаты экспериментальных исследований. - Экспериментальная установка обнаружения и идентификации БПЛА. - Экспериментальный образец стационарного пассивного акустического локатора для обнаружения БПЛА. - Экспериментальный образец мобильного акустического локатора, размещенного на БПЛА. - Программа комплексных исследований и разработок систем обнаружения, пеленгации и идентификации БПЛА акустическими, радиолокационными и тепловизионными методами. - Результаты экспериментальных исследований акустических сигналов БПЛА коптерного и самолетного типов спектральным методом. - Результаты экспериментальных исследований акустических сигналов БПЛА коптерного и самолетного типов корреляционным методом. -Информативные признаки БПЛА, полученные спектральным и корреляционным методами. - Методика обнаружения слабых сигналов БПЛА (ниже уровня шумов) при одновременном анализе спектральных и угловых характеристик акустических сигналов. - Составная часть систем защиты стационарных объектов от атак и наблюдения с БПЛА как в полевых условиях, так и на территории населенных пунктов.

Научная значимость проблемы заключается в комплексном подходе к решению задач обнаружения и идентификации объектов, в условиях нулевой видимости в оптическом и радиодиапазонах. При этом необходимо наличие акустического сигнала объектов. К ним, в частности, относятся беспилотные аппараты и другие объекты, излучающие акустические и инфракрасные сигналы. В то же время окружающее пространство может быть заполнено большим количеством промышленных, природных и бытовых звуков, создающих значительные помехи. Задача обнаружения и распознавания объектов в акустическом диапазоне приобрела особую актуальность с появлением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). К ним относятся мини дроны, разведывательные и ударные БПЛА. Характерным для них является малая отражательная поверхность и материалы корпуса с низким коэффициентом отражения радиосигналов. В то же время уровень современных технологий позволяет применять новейшие материалы, с ещё меньшей отражательной способностью и двигатели с минимальным уровнем шума. Разрабатываемые системы и технологии посвящены проблеме обнаружения и распознавания БПЛА. Позволят улучшить эффективность акустического пассивного локатора с использованием антенной решётки. Позволят определить координаты источника акустического сигнала. Электронное сканирование диаграммы позволит в дальнейшем визуализировать общую акустическую картину, которая может быть совмещена с изображением в оптическом, радио и инфракрасном диапазоне. Кроме этого акустические датчики и акустические решетки могут размещаться на БПЛА и других летательных аппаратах с целью обнаружения, пеленгования и идентификации динамических объектов, расположенных на поверхности земли. Наиболее эффективно применение пассивной акустической локации в условиях нулевой видимости в оптическом диапазоне (ночь, туман, задымление, лес).

Предметом разработки является стационарные и мобильные системы обнаружения, пеленгования и идентификации БПЛА коптерного и самолетного типов.

Спектральный и корреляционный методы анализа сигналов с помощью современных цифровых технологий, анализ угловых спектров антенных систем, экспериментальные исследования с помощью применения акустических и других датчиков и разработанной экспериментальной установки.

Комплексное применение анализа спектральных и угловых характеристик акустических сигналов БПЛА с помощью ФАР. Выделение дополнительных информативных признаков акустических сигналов БПЛА с помощью спектрального и корреляционного анализа. При анализе угловых спектров сигналов необходимо учитывать уровень боковых лепестков антенных решеток, влияние сигналов, отраженных от индустриальных и природных объектов, влияние окружающей среды (ветер, осадки и др.).

Коллектив проекта работает на кафедре телекоммуникаций и основ радиотехники и занимается указанной тематикой более 3 лет. Основные полученные результаты: - разработана методика вычисления спектров акустических сигналов БПЛА самолетного и коптерного типов; - разработана методика расчета угловых спектров акустических сигналов БПЛА с помощью антенных решеток; - разработан экспериментальный образец приемника акустических сигналов БПЛА на основе фазированной антенной решетки; - разработана экспериментальная установка исследования акустических сигналов БПЛА; - рассмотрена возможность комплексных исследований и разработок систем обнаружения, пеленгации и идентификации БПЛА акустическими, радиолокационными и тепловизионными методами.

Из открытых опубликованных источников наиболее близка работа "Акустический спектр беспилотника" https://topwar.ru/240804-akusticheskij-spektr-bespilotnika.html. В ней приводятся результаты спектральных характеристик БПЛА «Герань» и «Орлан». При этом задачи обнаружения и пеленгования объектов не рассмотрены. Кроме того не предусмотрено применение фазированных антенных решеток. Разработанные методики и проведенные нами исследования позволяют сделать вывод о применимости к решению задач диагностики разрабатываемых и находящихся в эксплуатации БПЛА. Для количественной оценки будут применены выделенные ранее информативные признаки акустических сигналов: центральная частота и ширина спектральных линий, параметры корреляционных функций и др.