Radar technique for aircraft with an artificially reduced rcs under conditions of application a resonant electromagnetic field

RADAR TECHNIQUE FOR AIRCRAFT WITH AN ARTIFICIALLY REDUCED RCS UNDER CONDITIONS OF APPLICATION A RESONANT ELECTROMAGNETIC FIELD

МЕТОДИКА РАДІОЛОКАЦІЇ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ ЗІ ШТУЧНО ЗНИЖЕНОЮ ЕВП ЗА УМОВ ЗАСТОСУВАННЯ РЕЗОНАНСНОГО ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ПОЛЯ

 Сторінки: 184-190. Номер: №1, 2022 (305) 
 Автори:
Igor PARKHOMEY
https://orcid.org/0000-0002-9510-7657
e-mail: i_parhomey@ukr.net
National Aviation University
Juliy BOIKO
https://orcid.org/0000-0003-0603-7827
e-mail: boiko_julius@ukr.net
Khmelnytskyi National University

ПАРХОМЕЙ І. Р.
Національний авіаційний університет
БОЙКО Ю. М.
Хмельницький національний університет
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-305-1-184-190

Анотація мовою оригіналу

 The paper presents the results of a study of the radar technique for aircraft with an artificially reduced radar cross section (RCS) under the condition of using a resonant electromagnetic field. It is shown that the detection and tracking of air objects under conditions of artificially reduced RCS is carried out using radar information with resonant excitation of their radar absorbing coating. It is proposed to carry out tracking and detection of aircraft by a complex combination of an active radar channel with the formation of a resonant radio signal and a passive radar capable of receiving signals formed by an excited surface. It has been determined that by increasing the power level of the irradiating signal to 20-30%, it is possible to increase the area of the local conduction region of the dielectric by 10 times, which means that it will simplify the technical implementation of the method of locating aircraft. The proposed control methods make it possible to provide the necessary probability of detection accompanied by a radar target in a difficult jamming environment and thus increase the potential capabilities of the radar. In the course of the study, it was determined that the excitation and heating of the coating during enthalpy directly depends on the energy flux density of the electromagnetic microwave field per unit mass and area of the substance. It has been established that purposeful control of this effect makes it possible to substantiate the possibility of using enthalpy as a factor in excitation of air target coatings with an artificially reduced reflection area (RCS). The conditions for increasing the efficiency of radar targets with an artificially reduced RCS using a concentrated resonant electromagnetic field have been clarified. It is determined that the influence of such a field is accompanied by the concentration of the energy of the electromagnetic field in the crystal structure of the radio-absorbing coating of the aircraft due to the resonant irradiating signal, which causes temporary local conductivity and thermal radiation. Calculations of quantitative indicators characterizing the possibility of changing the electrically conductive properties of a carbon-type dielectric at a distance for the practical application of advanced radar systems are presented.
Keywords: radar, unmanned aerial vehicle, effective enthalpy, radio-absorbing, target tracking.

Розширена анотація англійською  мовою

В роботі представлено результати дослідження методики радіолокації літальних апаратів зі штучно зниженою ефективною площею відбиття (ЕПВ) за умов застосування резонансного електромагнітного поля. Показано, що виявлення та супроводження повітряних об’єктів за умов штучно зменшеної ефективної відбиваючої поверхні (ЕВП) здійснюється використанням радіолокаційної інформації за умов резонансного збудження їх радіопоглинаючого покриття. Запропоновано здійснювати супроводження та виявлення літальних апаратів шляхом комплексного поєднання активного радіолокаційного каналу із формуванням резонансного радіосигналу та пасивної РЛС яка здатна приймати сигнали утворені збудженою поверхнею. Визначено, що шляхом підвищення рівня потужності опромінюваного сигналу до 20-30 % існує можливість збільшення в 10 разів площі локальної області провідності діелектрика, а отже це дозволить здійснити спрощення технічної реалізації способу локації літальних апаратів. Запропоновані методики керування дозволяють забезпечити необхідну ймовірність виявлення та супроводження радіолокаційної цілі за умов складної завадової обстановки і таким чином підвищують потенційні можливості РЛС.
Ключові слова: радіолокація, безпілотний літальний апарат, ефективна ентальпія, радіопоглинаючий шар, супроводження цілі.

References

1. Parhomey I.R. Features of objects radar systems ranging from low reflection surface / I.R. Parhomey, J.M. Boiko // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences. – 2015. – №5. – S. 194-201.
2. Druzhynin V. A. Problemy formuvannia ta obrobky radiolokatsiinoi informatsii v systemakh radiobachennia : monohrafiia /V.A. Druzhynin. – Kyiv : Lohos, 2013. – 230 s.
3. Metody ta alhorytmy obrobky i zakhystu informatsii v radiolokatsiinykh systemakh iz zminnoiu prostorovoiu konfihuratsiieiu : monohrafiia / V. A. Druzhynin, S.V. Toliupa, V.S. Nakonechnyi, N.V. Tsopa, Ye.V. Batrak. – Kyiv : Lohos, 2014. – 251 s.
4. Method for determining the location of sources of radio interference in passive location / V. A. Druzhynin, V. I. Korsun, K. A. Sokolov [ta in.] // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences. – 2019. – № 3. – S. 82–91.
5. Parkhomey I.R. Rozrobka pidkhodiv shchodo vykorystannia pobichnykh efektiv, yaki vynykaiut vnaslidok oprominennia rezonansnym NVCh – syhnalom pokryttiv litalnykh aparativ / I.R. Parkhomey // Adaptyvni systemy avtomatychnoho upravlinnia. – 2012. – № 20(40). – S. 82–87.
6. Maksymov M.V. Zashchyta ot radyopomekh / M.V. Maksymov. – Moskva: Sov. radyo. 1976. – 160 s.
7. Parkhomey I.R. Rishennia rivniannia kolyvan u vypadku rezonansu oprominiuiuchoho radiosyhnalu i krystalichnoi struktury radio pohlynaiuchoi kompozytnoi rechovyny / I.R. Parkhomey, A.D. Lemeshko // Adaptyvni systemy avtomatychnoho upravlinnia. – 2011. – №18(38). – s. 89 -92.
8. Karavaev V.V. Statystycheskaia teoryia passyvnoi lokatsyy / V.V. Karavaev, V.V. Sazonov. – Moskva: Radyo. – 240 s.Stergiopoulos S. Optimum bearing resolution for a moving towed array and extension of its physical aperture. The Journal of the Acoustical Society of America. 1990. V. 87, № 5. P. 2128–2140.
9. Parkhomey I.R. Vozmozhnie puty usovershenstvovanyia system navedenyia zenytnikh raket y zenytnikh raketnikh y artylleryiskykh kompleksov / I.R. Parkhomey, V.V. Fynenko // Artylleryiskoe y strelkovoe vooruzhenye. – 2005. – № – S.11-14.
10. Boiko J. M. Teoretychni aspekty pidvyshchennia zavadostiikosti y efektyvnosti obrobky syhnaliv v radiotekhnichnykh prystroiakh ta zasobakh telekomunikatsiinykh system za naiavnosti zavad: monohrafiia / J. M. Boiko, V. A. Druzhynin, S. V. Toliupa. – Kyiv: Lohos, 2018. – 227 s.
11. Parkhomey, I., Boiko, J., Tsopa, N., Zeniv, I., & Eromenko, O. (2020). Assessment of quality indicators of the automatic control system influence of accident interference. Telkomnika, 18(4), pp. 2070-2079.
12. Tishenko N.M. Vvedenie v proektirovanie sistem upravleniya / N.M. Tishenko. – Moskva. Energoatomizdat. 1986 g. – 78 s.
13. Fl’dman Ju.I. Soprovozhdenie dvizhushhihsja celej / Ju.I. Fl’dman, Ju.B. Gidaskov, V.N. Gomzin. – Moskva: Sovetskoe radio. 1978 g. – 132 s.
14. Boiko, J., Karpova, L., Eromenko, O., & Havrylko, Y. (2020). Evaluation of phase-frequency instability when processing complex radar signals. International Journal of Electrical and Computer Engineering, 10(4), pp. 4226–4236.