Цифровий двійник мобільної радіолокаційної станції для виявлення малорозмірних безпілотних літальних апаратів у складі комплексу активного захисту

Анотація

Мета дослідження — обґрунтувати та експериментально перевірити архітектуру цифрового двійника мобільної радіолокаційної станції, призначеної для автома-тичного пошуку, виявлення, супроводження та ідентифікації малорозмірних безпілот-них літальних апаратів мультироторного типу. Модель відтворює сектор огляду 360° за азимутом, контроль верхньої півсфери в діапазоні кутів місця 0…60°, діапазон дальностей від 10 до 500 м, висоти до 500 м і швидкості цілей до 80 м/с. Лабораторний експеримент виконано у програмно-апаратному стенді, де цифровий двійник отримує синтетичні радіолокаційні відбиття цілей з ефективною площею розсіювання від 0,01 м² та формує оцінки дальності, азимуту й кута місця. Перевірено ймовірність виявлення на стоянці та в русі, темп оновлення інформації 0,01–0,2 с, роздільну здатність і середньоквадратичну похибку координат. Експериментальна частина охоплює сценарії зависання, маневрування, пікірування, підходу на гранично малих висотах, пов-торного заходу та групового прольоту — по 1200 прогонів на кожен тип траєкторії з варіюванням шуму, швидкості та ракурсу, разом 7200 прогонів для кожного з двох ре-жимів носія (14 400 загалом). Статистична обробка включає довірчі інтервали Вілсона, аналіз чутливості за індексами Соболя та зіставлення результатів цифрового двійника з контрольними вимірюваннями стенда. Отримано ймовірність правильного виявлення 0,940 на стоянці та 0,891 у русі для цілі з ефективною площею розсіювання 0,01 м² на дальності 300 м; середньоквадратична похибка вимірювання дальності становить відповідно 2,80 і 4,10 м, а точність класифікації п’яти класів повітряних об’єктів — 0,910. Аналіз чутливості показує, що ефективна площа розсіювання, відношення сигнал/шум і ракурс спостереження разом пояснюють близько 74% дисперсії вихідного показника. Максимальна відносна розбіжність оцінок двійника та стенда не перевищує 11,4% за прийнятого допуску 15%. Інженерний результат полягає у підтвердженні відповідності алгоритмів цільовим характеристикам до створення фізичного зразка, скороченні обсягу натурних випробувань та формуванні верифікованого набору параметрів для подальшого прототипування радіолокаційної станції.

Ключові слова: цифровий двійник, радіолокаційна станція, малорозмірний безпілотний літальний апарат, ефективна площа розсіювання, ймовірність виявлення, мікродоплерівська сигнатура, траєкторне супроводження, верифікація моделі.