МИРЭА — Российский технологический университет (РТУ МИРЭА) проводит исследования в области радиовидения. Новая технология позволяет получать не только радиотомографические изображения объектов, но и информацию об их внутреннем строении и физических свойствах.
Радиовидение применяется для обнаружения и распознавания летательных аппаратов, для бесконтактного интроскопического контроля изделий в производстве и при полигонных испытаниях, для диагностики в медицине, при создании телеметрических средств радиосенсорного контроля, радиомониторинга, аутентификации радиогенома и др.
Практические задачи в области радиовидения в РТУ МИРЭА решает молодой ученый Михаил Костин — доктор технических наук, профессор. Он работает над получением видимых изображений объектов с помощью радиоволн. На протяжении 10 лет ученый занимается созданием высокоточных радиоволновых методов и средств радиотелеметрического контроля на основе сверхширокополосных сигнальных томографических радиовизионных технологий. Его работа получила диплом первой степени отраслевой премии Союза машиностроителей России за научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в интересах обороны и безопасности страны, результаты которых были использованы при создании новых специальных изделий и спец оборудование.
Метод профессора Костина позволяет получать данные о внутреннем строении объектов, которые невозможно получить в видимом или инфракрасном оптическом диапазоне с помощью камер высокой четкости или тепловизионных камер.
По словам ученого, радиоволны буквально заполняют наш мир. Если бы человеческий глаз воспринимал радиочастотный диапазон, мы бы увидели электромагнитный фон, похожий по плотности на туман или смог, сквозь который было бы трудно что-либо разглядеть. В то же время радиоволны легко проходят сквозь стены, рассеиваются и отражаются любым объектом, что представляет особый интерес для его применения.
Информация о структуре и состоянии объекта содержится в интенсивности и фазовом распределении радиоволн, в характере их поляризации, времени задержки и т д. Ученые давно научились использовать эти свойства. Но у большинства систем радиовидения есть недостатки: низкое разрешение изображения, «шумные» изображения с отвлекающими отражениями, что затрудняет понимание происходящего. То есть вы видите, например, летающий объект, но сложно понять, что это такое, дрон типа квадрокоптера, птица, цель-призрак или летучая мышь.
Михаил Костин нашел решение проблемы: он предложил использовать для распознавания зондируемых объектов ультракороткие импульсы (УКИ) в сантиметровом диапазоне СВЧ. Кроме того, использовать не только классический томографический метод визуализации, но и сигнальный метод, обеспечив таким образом комбинированное сигнальное томографическое решение, позволяющее не только увидеть объект, но и распознать его физические характеристики, а также радиометрические свойства и т.д. Это позволяет получить радиопортрет совсем в другом качестве, в субнаносекундном разрешении. То есть точность и детализация объектов увеличиваются на несколько порядков, причем почти в миллион раз! Иными словами, если раньше при приеме радиоизображения, например, от автомобиля, можно было различить только кузов и колеса.
Переход к радиотомографическому просмотру сигналов с помощью нестационарных УКИ наносекундной длительности потребовал решения научной задачи отображения информации в «видимом образе». Это достигается с помощью специальных приспособлений. Такого аппарата, как и комбинированного метода, разработанного ученым из РТУ МИРЭА, раньше не существовало. Для записи и идентификации профиля сигнала конечных полей УКИ он разработал экспериментальную модель сигнального томографического радиоскопа с уникальным программно-управляемым алгоритмом.
Схема радиозрителя
«Мне удалось разработать и запатентовать радиовизуальный метод USP (ультракороткий импульс) «выборки кадров строба», который обеспечивает субнаносекундное разрешение при обнаружении и распознавании стационарных и динамических объектов или пространственной системы объектов различной конфигурации, таких как , например, рой или группа дронов, выстроившихся в ряд. Сконструирован экспериментальный образец кадра-сэмплера. Был разработан и запатентован образец рециркулятора SQI для формирования серии одинаковых самоподобных «клонированных» импульсов из одного SQI, что позволяет воссоздать исходное радиоизображение. Поэтому ряд разработанных мною научных методов и радиотехнических решений привел к созданию радиозрителя. По результатам проводимых исследований в журналах ВАК и Scopus опубликована серия из более чем 50 научных статей, в том числе научная монография «Радиоволновые технологии субнаносекундного разрешения». Научная тематика исследований, проводимых мною и моими коллегами, безусловно, имеет больше перспектив и научно-прикладного развития в России», — сказал Михаил Костин.
Патент на субнаносекундный стробоскопический сэмплер кадров для радиоимпульсной атаки
Патент на циклогенеративную систему для спектрально-временного восстановления сигналов ультракоротких импульсов
