Відеоімпульсні радіолокаційні системи

З 1989 року керує цим науковим напрямком ст.н.с., канд. фіз.-мат. наук Г.П. Почанін. Основна мета цього напрямку полягає в:

• створенні елементної бази для георадарів (у тому числі генераторів потужних електричних імпульсів, випромінюючих антенних систем для надширокосмугових (НШС) імпульсних електромагнітних сигналів, високочутливих НШС приймальних систем, стробоскопічних перетворювачів, програмного забезпечення для обробки результатів радіолокаційного зондування),
• теоретичному та експериментальному вивченні процесів поширення і дифракції електромагнітних імпульсів в середовищах, які характеризуються сильним поглинанням і дисперсією,
• розробці серії діючих макетів георадарів з різною тривалістю випромінюваних імпульсів і високою роздільною здатністю та невеликою глибиною зондування або навпаки.

Наприкінці 80-х – на початку 90-х років ХХ століття дослідження в області нестаціонарної електродинаміки зосереджувалися, головним чином, навколо завдань електромагнітної сумісності та вивчення полів, що утворюються після ядерного вибуху. Тому проблеми випромінювання коротких імпульсів (без несучої) електромагнітного поля залишалися далеко від інтересів широкого кола фахівців. У відкритій літературі було тільки невелика кількість публікацій, присвячених теорії НШС випромінюючих антенних систем, і ще менше відомостей про результати експериментів з ними.

Розробка генератора потужних відеоімпульсів наносекундного діапазону тривалостей [1] створила необхідну базу для виконання експериментальних досліджень по випромінюванню НШС імпульсних сигналів в ІРЕ НАН України. Такі дослідження спочатку проводилися з відомими типами широкосмугових антен [2], а потім і з оригінальними конструкціями [3, 4]. Ці роботи заклали основу для створення ефективних антенних систем.

З 1991 року в тісній співпраці з одним з основоположників несинусоїдної радіолокації – професором Католицького університету США Хармутом Х.Ф. ведуться дослідження особливостей випромінювання НШС імпульсних сигналів за допомогою запропонованого Хармутом випромінювача, в основі якого лежить ідея антени великого струму (АВС). Були запропоновані оригінальні способи екранування випромінювання від зворотного струмопроводу антени [5, 6]. Ці роботи продемонстрували високу ефективність випромінювання АВС. Вперше була продемонстрована можливість випромінювання імпульсів різної тривалості однієї АВС [7], і досліджено закономірності, які є супутні такому режиму роботи антени. Запропоновано ряд конструкцій антен великого струму [8]. Результати досліджень з проблеми АВС узагальнені в роботі [9].

Рис.1. Приклади конструкцій антенних систем, що використовують принцип антен великого струму Хартмута.

Для вимірювання параметрів НШС імпульсів, які випромінюються антенами, розроблено відповідні сенсори [10]. Однак чутливість таких сенсорів невисока. Це зумовило необхідність розвитку такого напрямку досліджень, як НШС приймальні антени. У роботі [11] запропоновані принципи побудови високочутливих НШС приймальних антен. Результати, які були отримані в цій роботі, є основою для подальших досліджень.

В основі НШС приймальних систем наносекундного діапазону тривалостей, які є складовою частиною георадарів, лежить стробоскопічний перетворювач – пристрій, що дозволяє здійснювати масштабно-часове перетворення і без спотворення форми сигналу трансформувати імпульси тривалістю наносекунди і менш в імпульси мікро- і мілісекундного діапазону. З кінця 90-х років у відділі ведуться розробки, метою яких є створення стробперетворювачів для георадарів. Виготовлені співробітниками стробперетворювачі [12, 13], успішно вирішують завдання масштабно-часового перетворення НШС сигналів. На черзі створення стробперетворювачів у вигляді гібридних інтегральних схем.

Існує величезне різноманіття грунтів, що відрізняються за своїми електричними характеристиками. Грунти характеризуються дисперсією і великим загасанням зондуючих сигналів, що поширюються в них. Тому багато в чому результати радіолокаційного підповерхневого зондування визначаються тими просторово-часовими деформаціями, які відбуваються з зондуючим сигналом при поширенні в середовищі. Знання цих процесів допомагає правильно вибрати параметри зондуючого сигналу і забезпечити необхідну глибину зондування, а також роздільну здатність [14]. Роботи [15, 16] дозволили встановити основні закономірності дифракції НШС імпульсного сигналу на шаруватих грунтах. Вплив локальних і протяжних об’єктів на характеристики електромагнітного поля, що розсіюється грунтом, який містить такі неоднорідності, проаналізовано в роботі [17].

Неодмінним атрибутом сучасної радіолокаційної системи є апаратура, яка призначена для обробки первинної радіолокаційної інформації. Використання такої апаратури дозволяє не тільки істотно підвищити ймовірність виявлення шуканого об’єкта, а й у зручній та зрозумілій користувачеві формі представити результат зондування. Співробітниками відділу розроблений і впроваджений у практику ряд алгоритмів і програм математичної обробки радіолокаційних даних. Як приклад, можна навести роботи [18-20], в яких показано, як можна за допомогою математичної обробки послабити вплив заважаючих факторів і виділити на радарограммах шукані підповерхневі об’єкти.

У 1997-1999 рр. роботи зі створення елементної бази відеоімпульсних георадарів були підтримані грантом УНТЦ (Українського Науково-Технологічного Центру). Керівник проекту – С.О. Масалов.

У 2012-2013 рр. виконаний проект «Електродинаміка відновлення інформаційних параметрів природних середовищ з використанням атомарних функцій і вейвлетів» у рамках «Спільного конкурсу НАН України та Російського фонду фундаментальних досліджень» (кер. С.О. Масалов і В.Ф. Кравченко).

Доктора фіз.-мат. наук С.О. Малов, П.М. Мележик, головний науковий співробітник ІРЕ РАН, проф. В.Ф. Кравченко, академік В.М. Яковенко. ІРЕ НАНУ, 2002 р.

Канд. фіз.-мат. наук Г.П. Почанін, проф. С.О. Масалов, проф. Лео Літхарт (Нідерланди). IV-а Міжнародна конференція «Теорія і техніка антен», м. Севастополь, 2003 р.

Більшість робіт групи має прикладну спрямованість. Сюди відносяться: створення георадарів різного призначення, розробка методик підповерхневого зондування і відповідних алгоритмів для відновлення підповерхневої структури грунту, створення високоефективних випромінювачів і приймальних антен. Співробітники групи виїжджають в експедиції для дослідження підповерхневої структури грунту за проханням різних організацій.

Підповерхнева радіолокація – це відносно нова галузь. Досвід практичного застосування георадарів показує, що у даний час в області підповерхневої радіолокації сформувалася тенденція переходу від універсальних георадарів, призначених для вирішення усіх завдань, до спеціалізованих радіолокаційних систем. Практика показує, що існує багато різноманітних завдань, вирішення яких можуть забезпечити недорогі георадари, зібрані за спрощеними, але, у той же час, оптимізованими для конкретних завдань і умов схемами.

Поряд з цим, сучасні досягнення мікроелектроніки дозволяють сподіватися на створення процесорів, що обробляють і аналізують отриману радіолокаційну інформацію. Застосування таких процесорів дозволить автоматизувати процес радіолокації і отримання необхідної інформації про підповерхневу структуру грунту.

У ряді випадків відмова від традиційної методики виконання георадіолокаційного знімання і використання нових підходів дозволяє отримати значно якісніші первинні радіолокаційні дані для вирішення конкретних завдань. Тому розвиток нових підходів сприятиме вирішенню завдань георадіолокації. Нарешті, оскільки в будь-якому випадку результати радіолокаційних досліджень визначаються якістю первинних радіолокаційних даних, задача вдосконалення елементної бази георадарів була, є і буде актуальною. Наведене вище являє собою перспективні напрямки у вдосконаленні підповерхневої радіолокації.

За останні 10 років стосовно відеоімпульсних радарів [21-30] отримано наступні основні результати:

1. Запропоновано і запатентовано в Україні метод побудови НШС приймально-передавальних диференційних антенних систем з глибокою частотно-незалежною розв’язкою між передавальним і приймальним модулями.
2. Запропоновано і запатентовано в Україні методи збільшення чутливості, збільшення динамічного діапазону і розширення робочої смуги частот НШС стробоскопічних приймальних пристроїв. Створено приймальні системи з унікальними, а по ряду параметрів переважаючими світові аналоги, технічними характеристиками.
3. Запропоновано і запатентовано в Україні метод автоматичного визначення швидкості поширення електромагнітної хвилі в середовищі, заснований на перетворенні Хо.
4. Створено ряд нових елементів, пристроїв і приладів. Серед ключових розробок є такі:

• НШС приймально-передавальна антенна система з глибокою частотно-незалежною розв’язкою не гірше, ніж 65 дБ між передавальним і приймальним модулями (рис. 2);



Рис. 2.

• НШС стробоскопічний приймальний пристрій із збільшеною чутливістю, розширеним динамічним діапазоном і робочою смугою частот (до 3 ГГц);
• Високоточні цифрові лінії затримки з діапазоном затримок до 200 нс;
• Програмне забезпечення “SignalProcessorEx” для збирання і “GPR ProView” для обробки георадіолокаційної інформації, а також програма “SEMP” для комп’ютерного моделювання задач підповерхневої радіолокації.

Ці розробки дозволили створити макет прецизійного відеоімпульсного георадара «ОДЯГ» (рис. 3) для вимірювання товщини шарів дорожніх одягів з точністю не гірше ±5 мм (що відповідає нормативним вимогам, що використовували в дорожньому будівництві). Результати приймальних випробувань георадара на відремонтованих ділянках доріг відображені в таблиці.

Параметр	Глибина
	Реальна товщина шару за даними буріння
«519 км» автомобільного шляху М-03 «Київ – Харків – Довжанський»
Товщина пакету шарів асфальту	10,5 см	Товщина пакету шарів асфальту
Товщини першого і другого шарів	Верхній шар: 5,5 см Нижній шар: 5,0 см	Товщини першого і другого шарів
«528 км» автомобільного шляху М-03 «Київ – Харків – Довжанский»
Товщини першого, другого і третього шарів	Верхній шар: 6,0 см Другий шар: 4,0 см Третій шар: 4,0 см	Товщини першого, другого і третього шарів

 

Рис. 3

Подальший розвиток таких радарів з наносекундними імпульсами, що мають пікосекундні фронти, забезпечує вирішення широкого спектру завдань, таких як: своєчасне виявлення малопомітних тріщин в дорожньому покритті; виявлення пустот під дорожнім покриттям і знаходження потенційно небезпечних місць, де можуть з’явитися розломи покриття при граничних навантаженнях. Оперативне використання цих приладів дозволить заощадити кошти при проведенні ремонтних робіт і при будівництві нових доріг, а також сприятиме підвищенню безпеки на дорогах.

Технічний зір

Керівником  цього наукового напрямку з 1989 р. був канд. фіз.-мат. наук А.О. Петрушин, а з 1989 р. ст. наук. співр., канд. фіз.-мат. наук І.А. Вязьмітінов.

Науковими співробітниками цієї групи розроблено портативний локатор для рятувальників, призначений для підвищення ефективності проведення пошуково-рятувальних робіт у зонах землетрусів і катастроф техногенного походження. Локатор дозволяє виявляти і визначати місце розташування живих людей, що терплять лихо під завалами, що утворилися в результаті землетрусів, вибухів, пожеж і т.д. Може використовуватися для виявлення інших рухомих об’єктів за оптично непрозорими перешкодами.

Принцип дії приладу заснований на реєстрації фазових зрушень інформаційного сигналу, обумовлених доплерівским зміщенням частоти, що виникають при взаємодії зондуючого випромінювання з малорухливим об’єктом. Ефективність роботи локатора в складній радіолокаційної обстановці забезпечується використанням фазо-маніпульованого сигналу з подальшою кореляційної обробкою. При розробці локатора частково вирішені проблеми боротьби з перешкодами, зумовленими відображенням зондуючого випромінювання близько розташованими предметами, а також боротьби з перевантаженням високочутливого приймача як відбитим перешкодою сигналом, так і паразитним зв’язком між передавальним і прийомним трактами локатора. В даний час проводяться роботи, спрямовані на підвищення потенціалу локатора. Ведеться розробка і макетування більш досконалих блоків і вузлів пристрою з метою створення прототипу локатора, який буде використовуватися в реальних умовах.

• Створено портативний локатор з квазібезперервним псевдовипадковим зондуючим сигналом і високою розв’язкою між передавальною і приймальною антенами. Локатор дозволяє виявляти і визначати місце розташування живих людей, що терплять лихо під завалами, що утворилися в результаті землетрусів, вибухів, пожеж і т.д.
• Створені методи цифрової обробки сигналів, що дозволяють в умовах екстремально низьких співвідношень сигнал / шум і корельованих завад ідентифікувати процеси серцебиття і дихання людини, що знаходиться за оптично непрозорими перешкодами.

Рис. 1. Інформаційний сигнал на вході блоку обробки РЛС	Рис. 2. Спектральна щільність дихання і серцебиття, отримана в результаті обробки інформаційного сигналу
А.С. Тіщенко з першим варіантом РЛС для рятувальників, 1998 р.	О.В. Ситнік, Є.І. Мірошниченко, І.А. Вязьмітінов обговорюють нову конструкцію антени РЛС, 2015 р.

Радіотеплові методи і засоби дистанційного зондування

Група, яка розвиває цей напрямок, була створена на базі лабораторії радіотеплових методів і засобів дистанційного зондування природного середовища. З 1979 р. по 2005 р. нею керував канд. фіз.-мат. наук В.О. Комяк, з 2006 р. по теперішній час – ст.н.с., канд. техн. наук С.О. Шило.

Були створені:

• Скануючий радіометр 8-ми мм діапазону для комплексів радіофізичної апаратури ШСЗ серії «Космос – 1500». Після успішних випробувань у складі ШСЗ «Космос – 1602» радіометр РМ-08 був впроваджений у серійне виробництво і більше 20 років успішно експлуатувався в складі ШСЗ «Океан – 01» і «Січ-1»;
• Скануючий радіометр для комплексу РФА «Аналог» понад 10 років експлуатувався на борту літака-лабораторії ІЛ -18.

Розробки удостоєні Державної премії УРСР (В.О. Комяк, 1987 р.) та премії Ленінського комсомолу (С.О. Шило, С.О. Провалов, 1985 р.).

Експериментально і теоретично досліджена азимутна анізотропія теплового випромінювання схвильованої морської поверхні в НВЧ діапазоні, створено математичну модель, яка вперше дозволила пояснити поведінку угломісної залежності азимутальної анізотропії випромінювання в широкому (0° -70°) діапазоні кутів падіння.  Роботи проводилися у співпраці з ЦРЗ НАНУ і НКАУ і НДІРВ НКАУ.

Були створені моделі радіотеплового випромінювання вогнищ лісових пожеж і методи побудови прогнозу їх поширення. Роботи проводяться в тісній співпраці з Академією ГЗ України МНС України і ВАТ «НВП «Сатурн».

Розроблено принципи побудови системи і створений макет установки для отримання радіотеплових зображень людини з метою визначення просторового розподілу інтенсивності його випромінювання в 3-х мм діапазоні. Роботи проводяться в тісній співпраці з ВАТ «НВП«Сатурн» (м. Київ). Радіометрична система “Зір” призначена для забезпечення потреб служб митного контролю.

За останні 10 років отримані наступні результати:

• Запропоновані та реалізовані методи формування радіотеплових зображень на основі антен дифракційного випромінювання і способів частотного поділу напрямків прийому при огляді простору за рахунок обертання багатопроменевої діаграми спрямованості антени навколо напрямку візування.
• При виконанні партнерського проекту УНТЦ Р389 з фірмою Radiophysics Solutions Ltd. (Великобританія) був укладений Ліцензійний договір і надана виняткова ліцензія на використання 2 патентів ІРЕ НАНУ на винаходи. Цей договір є першим ліцензійним договором, укладеним ІРЕ НАНУ із зарубіжною фірмою за 60 років існування Інституту.
• В рамках проекту УНТЦ Р389 створені експериментальні зразки 64-променевих радіометричних систем радіобачення 3-мм діапазону хвиль. Один із зразків був використаний в Університеті м. Манчестер, Великобританія, для проведення фізичних досліджень та вдосконалення методів використання систем пасивного радіобачення для задач технологічного контролю.

Ю.Б. Сидоренко, С.А. Шило і розроблена ними в ході виконання проекту УНТЦ Р389 64-променева радіометрична система радіобачення 3-мм діапазону хвиль.

Радіометрична система для формування радіотеплового зображення людини.

Радіометричне зображення людини

Скануючі антенні системи з високою дисперсією

Керує цим науковим напрямком з 2002 р. ст.н.с., канд. фіз.-мат. наук Ю.Б. Сидоренко. Основна мета цього напрямку: розробка і створення гостронаправлених скануючих антенних систем з високим ступенем дисперсії для радіометричних і радіолокаційних комплексів, що вирішують завдання виявлення та ідентифікації оптично невидимих об’єктів.

Антенні системи, розроблені співробітниками цієї групи, входять до складу комплексу радіофізичної апаратури для аерокосмічних носіїв, які пройшли успішні випробування на штучному супутнику Землі (ШСЗ) «Космос 1602», і в даний час входять до складу комплексів ШСЗ серії «Сiч». Унікальні властивості розроблених антенних систем і використання їх у складі радіометричної системи «Зір» дозволили створити радіометричний комплекс з високою роздільною здатністю для потреб народного господарства.

За останні 10 років отримані наступні результати:

• Запропоновано і реалізований новий спосіб формування діаграм спрямованості для планарних антен дифракційного випромінювання. Основою його є просторове накладання ефектів перетворення поверхневих хвиль в об’ємні, що виникають при дифракції неоднорідних хвиль одночасно на прямій і скошеній решітках, що утворюють одну випромінюючу апертуру. Особливістю цього способу є можливість побудови гостронаправлених антен дифракційного випромінювання з керованою формою діаграми спрямованості.
• Розроблено голографічний метод дослідження фазового розподілу поля по апертурі антен дифракційного випромінювання з розмірами в декілька сотень довжин хвиль. Створені фазові коректори ближнього поля антен, що дозволили отримати коефіцієнт посилення дифракційних антен більше 43 дБ.
• Освоєна технологія побудови планарних антен дифракційного випромінювання і виготовлення НВЧ-елементів з полімерних матеріалів з покриттям металами з високою провідністю. Пристрої за новою технологією в 2-3 рази легші розроблених раніше.
• Досліджено модель рамкової антени з феритовим сердечником для прийому надширокосмугових електромагнітних імпульсних сигналів [31-35].

Планарна антена дифракційного випромінювання на стенді при вимірюванні діаграм спрямованості променів: 1 – планарна антена; 2 – поворотний стенд; 3 – вимірювальний зонд; 4 – імітатор фокальної площини антени; 5 – пересувний візок; 6 – рейкова колія (ІРЕ НАНУ, 2012 р.)

Обертальний блок сканування 64-променевої системи радіобачення з антеною дифракційного випромінювання

Планарна дифракційна антена у складі когерентного локатора огляду льотного поля аеропортів

Прикладна спектрометрія

Керує цим науковим напрямком з 2002 р. ст.н.с., канд. техн. наук А.Д. Єгоров. Основна мета цього напрямку: розвиток методу емісійного спектрального аналізу плазмових утворень у видимому і ультафіолетовому діапазонах електромагнітного випромінювання з урахуванням новітніх досягнень мікроелектроніки і оптоелектроніки, розробка малогабаритної апаратури і програмних засобів для експрес-аналізу сонячної плазми і складу речовин у польових умовах.

Дослідження з вивчення спектрів геологічних порід проводяться спільно з Харківським національним університетом ім. В.Н. Каразіна та з інститутом кольорових металів м. Донецька.

Роботи групи були підтримані двома грантами УНТЦ: («Розробка і створення експериментального зразка малогабаритного фотоелектричного квантометра», 1997 р.-1999 р.; «Спектрогеліограф для оперативної реєстрації активності Сонця в різних лініях спектра», 2003 р.-2006 р.).

Для потреб народного господарства були розроблені фотоелектричні реєструючі приставки до спектрографа. Вони впроваджені на заводах: «Світло шахтаря», м. Харків; АТ «Комос», м. Харків; ПП «Вторснаб», м. Луганськ.

За останні 10 років отримані наступні результати:

• Спроектовано і виготовлено автоматизований атомно-емісійний спектрометр для роботи в заводських умовах. У процесі проектування пророблялися питання забезпечення його дрібносерійного виробництва. З цією метою виконано порівняльний аналіз систем реєстрації та оптичних схем сучасних спектрометрів. Встановлено, що збільшення світлосили спектральної камери призводить до підвищення її техніко-експлуатаційні характеристики, оскільки пропорційно квадрату світлосили збільшується сигнал на виході спектрометра і лінійно зменшується розмір дифракційного зображення спектральної лінії. Але при цьому пропорційно світлосилі ростуть аберації оптичних систем, а підвищення здатності оптики вимагає застосування детекторів відповідно підвищеного дозволу, яке недосяжне на сучасному технологічному рівні.

Для усунення зазначеного протиріччя обрана оптимальна оптична схема (Пашена-Рунге), знижено аберації оптики до прийнятних значень (максимум 5,6 мкм) шляхом оптимізації параметрів увігнутої дифракційної решітки, створено комп’ютерний алгоритм отримання субпіксельного дозволу для погодження дозволу детектора з підвищеною роздільною здатністю оптики.

Розширено спектральний діапазон спектрометра в сторону вакуумного ультрафіолету (до 1700Å), що дозволяє визначати вміст таких важкодоступних для спектрального аналізу елементів, як сірка, фосфор і вуглець. З цією метою прилад заповнений аргоном і забезпечений аргоновою продувкою. Для обробки експериментальних даних використовуються кореляційні методи. Прилад виготовлений і пройшов лабораторні випробування.

Автоматизований спектрометр для емісійного спектрального аналізу.

• У 2003-2006 рр. виконаний українсько-узбецький проект УНТЦ «Спектрогеліограф для оперативної реєстрації активності Сонця в різних лініях спектра».

Сонячна активність впливає на багато геофізичних і біологічних процесів на Землі і в навколоземному просторі. У зв’язку з цим необхідно безперервно проводити спостереження Сонця. Особливо інформативними є зображення Сонця у світлі окремих спектральних ліній видимого та інфрачервоного діапазонів. Для цього необхідно виділяти вузькі спектральні інтервали (близько 0,1Å), тобто виробляти монохроматизацію світла.

Найбільшого поширення набув спосіб монохроматізаціі з використанням вузькосмугових інтерференційних світлофільтрів. Це складні, дорогі оптичні прилади, які потребують обережного поводження. Але головним недоліком цих приладів є відсутність можливості перебудови їх в широкому спектральному інтервалі. Тому необхідно мати для кожної спектральної лінії свій фільтр. У створеному спектрогеліографа для монохроматізаціі зображення Сонця використовувався не інтерференційний фільтр, а дифракційна решітка. Це забезпечило одночасно і потрібну спектральну вибірковість (близько 0,1Å), і можливість перебудови в широкому спектральному діапазоні (390¸1083 нм) [36-39].

Спектрогеліограф зі знятою обшивкою. Позначення: EW – вхідний отвір: M1 -скануюче плоске дзеркало; M2 – головне дзеркало телескопа; M3 – коліматор спектрографа; M4 – допоміжне плоске дзеркало; DG – дифракційна решітка; M5, M6 – дзеркала камер; DM – діагональні дзеркала.

Дистанційне зондування атмосфери та іоносфери Землі

З 2011 року керує науковим напрямком ст.н.с., докт. фіз.-мат. наук В.І. Луценко.

Основна мета напрямку – дистанційне зондування атмосфери Землі з використанням випромінювання наземних і супутникових радіосистем. Для діагностики атмосферних процесів (тропосферної рефракції, зон опадів та інших небезпечних метеоявищ), а також виявлення повітряних об’єктів (за відбитим від них сигналом) використовуються випромінювання телевізійних центрів, мовних станцій КВ діапазону і штучних супутників Землі.

У 2011-2012 рр. було виконано інноваційний проект: «Розробка методів і технологій зниження впливу умов поширення радіохвиль на точність визначення координат приймачами систем глобальної навігації». В ході проекту на території України було обладнано 4 вимірювальних пункти, оснащені приймачами глобальних навігаційних супутникових систем (ГНСС), і проведені безперервні вимірювання протягом 2-х років. Це дозволило сформувати унікальну за охопленням метеорологічних умов базу даних, яка продовжує поповнюватися.

Вивчено вплив радіокліматічних характеристик на похибки визначення координат ГНСС та створено радіорефрактометр для вимірювання коефіцієнта заломлення тропосфери, що в сумі дозволило знизити похибки визначення місця розташування споживача.

Запропоновано методи діагностики умов розповсюдження і стану тропосфери за кутами радіозаходів і сходів супутників, закладені теоретичні основи виявлення небезпечних метеорологічних явищ (ураганів, гроз і т.п.). Отримано великий статистичний матеріал про коефіцієнти заломлення приблизно для 100 міст України, встановлено добові та сезонні зміни рефракційних властивостей тропосфери (В.І. Луценко, І.В. Луценко, Д.О. Попов).

Для комплексної програми НАН України з космічних досліджень виконувались роботи «Визначення орієнтації, координат, взаємного положення і параметрів руху об’єктів в космосі з використанням глобальних навігаційних супутникових систем і технологій» та «Використання випромінювань штучних супутників Землі і телевізійних центрів для дослідження атмосферних процесів». Ці роботи орієнтовані на отримання результатів, що представляють інтерес при виконанні маневрів космічних апаратів та здійснення ними стиковки. У процесі проведення досліджень використано імітатор ГНСС сигналів, розроблений співвиконавцем ІРЕ – ТОВ «Навис-Україна», який дозволяв створювати навігаційні поля ГНСС для космічних об’єктів і, таким чином, відпрацьовувати технічні рішення для приймачів космічних апаратів, в умовах Землі. Запропонований підхід дозволяє істотно знизити витрати на розробку і випробування приймачів ГНСС.

У вимірювальному пункті ім. А.І. Калмикова, який створено в ІРЕ ім. А.Я. Усикова НАН України при виконанні НДР «Тропосфера», проводяться систематичні цілодобові вимірювання в кодовому і фазовому режимах, з використанням приймачів ГНСС СН-4719 – 3 шт., СН-4706 – 1 шт., двочастотного навігаційного приймача «Бриз», а також реєструється метеорологічна інформація з супутників NОАА. За допомогою метеостанції і радіорефрактометра вимірюються метео та радіопараметри тропосфери: температура, тиск вологість, коефіцієнт заломлення. У найближчому майбутньому планується розміщення апаратури для прийому випромінювань грозових розрядів і літосферних плит Землі, а також систем активно-пасивної радіолокації [40-48].

Наразі тривають дослідження та проводиться узагальнення отриманих раніше результатів по зворотному розсіюванню НВЧ і КВЧ радіохвиль підстилаючими поверхнями і об’єктами. Отримані результати, крім іншого, знайшли відображення у монографії: В.Ф. Кравченко, В.І. Луценко, І.В. Луценко «Розсіювання радіохвиль морем і виявлення об’єктів на його тлі».- М: Фізматліт. – 2015.- 445 с.

1. Почанин Г.П., Ротарь С.В. Генератор наносекундных импульсов видеоимпульсных локационных систем // Применение радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. – Харьков: ИРЭ АН Украины. – 1990. С.75-77.
2. Почанин Г.П., Ротарь С.В. Антенны в режиме излучения видеоимпульсных сигналов // Физические исследования с использованием радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. Харьков: ИРЭ АН Украины. – 1991. – С.140–146.
3. Масалов С.А., Почанин Г.П., Ротарь С.В. Нагруженная щелевая антенна для излучения видеоимпульсов наносекундного диапазона // Научное приборостроение в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах радиоволн. – Харьков: ИРЭ АН Украины. – 1992. – С.55–62.
4. Почанин Г.П., Холод П.В. Цилиндрический щелевой излучатель несинусоидальных волн // Использование радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. – Харьков: ИРЭ НАН Украины, 1993, с.112-119.
5. Lukin K.A., Pochanin G.P., Masalov S.A. Large current radiator with avalanche transistor switch // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 1997. – Vol.39, №2. – P.156–160.
6. Pochanin G.P., Kholod P.V., Masalov S.A. Large current radiator with S–diode switch // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. – 2001. – Vol.43, №1. – P.94–100.
7. Почанин Г.П. Излучение импульсных сигналов разной длительности перестраиваемой антенной системой большого тока // Радиофизика и электроника. – Харьков: ИРЭ НАН Украины. – 2000. – Т.5, №2. – С.118–127.
8. Masalov S.A., Pochanin G.P., Pochanina I.E., Kholod P.V. The Experiments on Radiation of Short Pulse Signals by the Large Current Radiators of Dr. H.F.Harmuth. // Radio Physics and Radio Astronomy. – 2002. – vol.7, No4. – P.379-384.
9. Почанин Г.П. Излучение сверхширокополосных импульсных электромагнитных полей антеннами большого тока Хармута: Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.03. – Харьков, 2003. – С.206.
10. Орленко А.А., Холод П.В. Активная антенна-зонд для измерения параметров импульсных электромагнитных полей наносекундной длительности // Радиофизика и электроника. – Харьков: ИРЭ НАН Украины. – 2000. – С.128-133.
11. Огурцова Т.Н., Почанин Г.П., Холод П.В. Рамочная антенна для приема сверхширокополосных импульсных сигналов // Радиофизика и электроника. – Харьков: ИРЭ НАНУ, 2003. – Т.8, №3. – С.429-437.
12. Kholod P.V., Ruban V.P. The sampler of the videopulse georadar // Radio Physics and Radio Astronomy. – 2002. – vol.7, №4. – P.424-430.
13. Рубан В.П., Холод П.В. Малогабаритный стробоскопический блок с пониженным энергопотреблением. // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2003. – № 3. – С.41-43.
14. Почанин Г.П., Холод П.В. Физический подход к выбору зондирующего сигнала в задачах подповерхностной радиолокации // Использование радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. – Харьков: ИРЭ НАН Украины. – 1995. – С. 112–119.
15. Масалов С.А., Пузанов А.О. Дифракция видеоимпульсмов на слоистых диэлектрических структурах // Радиофизика и радиоастрономия. – 1997. – Т.2, № 1. – С.85-94.
16. Масалов С.А., Пузанов А.О. Рассеяние видеоимпульсов на слоистых структурах грунта // Радиофизика и радиоастрономия.- – Т.3, № 4.- С.393-404.
17. Varyanitza-Roshchupkina L.A., Kovalenko V.O. Pulse scattering on objects in the inhomogeneous conducting medium // Radio Physics and Radio Astronomy. – 2002. – vol.7, № 4. – P.435-440.
18. Коваленко В.О. Фильтры скользящей окрестности для обработки георадиолокационных изображений // Радиофизика и электроника.- Харьков: ИРЭ НАН Украины. – 2001.- Т.6, № 1. – C.165-171.
19. Головко М.М., Почанин Г.П. Анализ результатов видеоимпульсной подповерхностной радиолокации с помощью алгоритмов цифровой обработки изображений // Вісник Харківського національного університету. Радіофізика та електроніка. – 2003. – №622. – С.32–43.
20. Головко М.М., Почанин Г.П. Применение преобразования Хо для автоматического обнаружения объектов на георадиолокационном профиле // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2004. – т.9, № 9-10. – с 22-30.
21. Масалов С. А., Почанин Г. П., Холод П. В. Вопросы подповерхностной радиолокации / под общ. ред. А. Ю. Гринева. – М.: Радиотехника, 2005. – 416 с.
22. Pochanin G. P., Masalov S. A. Large current radiators: problems, analysis, and design // Ultrawideband radar applications and design / Ed. by J. D. Taylor. – CRC Press, 2012. – P. 325–372.
23. Golovko M. M. Pochanin G. P. Automatic measurement of ground permittivity and automatic detection of object location with GPR images containing a response from a local object // Ultrawideband radar applications and design / Ed. by J. D. Taylor. – CRC Press, 2012. – P. 231–251.
24. Рубан В. П., Шуба А. А., Почанин А. Г., Почанин Г. П. Стробоскопическое преобразование сигналов при аналоговом накоплении // Радиофизика и электрон. – 2014. – Т. 5(19), № 4. – С. 83–89.
25. Pochanin G. P., Ruban V. P., Kholod P. V., Shuba A. A., Pochanin A. G., Orlenko A. A., Batrakov D. O., Batrakova A. G. GPR for pavement monitoring // Журн. Радиоэлектрон.: электрон. журн. – 2013. – № 1. – URL: http://jre.cplire.ru/alt/jan13/8/text.pdf.
26. Пат. № 81652 Україна. Спосіб розв’язки між передавальним і приймальним модулями антенної системи / Ю. О. Копилов, С. О. Масалов, Г. П. Почанін; опубл. 25.01.08, Бюл. № 2.
27. Стробоскопічний спосіб реєстрації сигналів. Патент № 96241 України. Почанін Г.П., Рубан В.П.; Опубл. 10.2011, Бюл.№19.
28. Varianytsa-Roshchupkina L. A., Gennarelli G., Soldovieri F., Pochanin G. P. Analysis of three RTR-differential GPR systems for subsurface object imaging // Радиофизика и электрон. – 2014. – Т. 5(19), № 4. – C. 48–55.
29. Varianytsia-Roshchupkina L. A., Soldovieri F., Pochanin G. P., Gennarelli G. Full 3D Imaging by differential GPR systems // 7th Intern. Conf. Ultra Wideband and Ultra Short Impulse Signals: proc. – Kharkiv, 2014. – P. 120–123.
30. Батраков Д. О., Батракова А. Г., Головин Д. В., Кравченко О. В., Почанин Г. П. Определение толщин слоев дорожной одежды методом георадиолокационного зондирования // Физические основы приборостроения. – 2014. – Т. 3, № 2. – С. 46–56.
31. Провалов С. А., Андренко С. Д., Дудка В. Г., Свищев Ю. В. Об одном методе определения фазового распределения излучателей миллиметрового диапазона // Радиофизика и электрон. –2005. – Т. 10, № 3. – С. 394–398.
32. Мележик П. Н., Сидоренко Ю. Б., Провалов С. А., Андренко С. Д., Шило С. А. Плоскостная антенна дифракционного излучения радиолокационного комплекса миллиметрового диапазона // Изв. вузов. Радиоэлектрон. – 2010. – Т. 53, № 5. – С. 12–21.
33. Ogurtsova T. N., Pochanin G. P., Sidorenko Yu. B. Excitation of an electromagnetic field pulse in the magnetodielectric cylinder // Telecommunication and Radio Engineering. – 2013. – Vol. 72, N 9. – P. 777–789.
34. Провалов С. А., Гнатовский А. В. Исследование свойств комбинированных решеток в антеннах дифракционного излучения // Радиофизика и электрон. – 2014. – T. 5(19), № 2. – C. 10–15.
35. Мележик П.Н., Разсказовский В.Б., Сидоренко Ю.Б., Провалов С.А. и др. Радиолокатор миллиметрового диапазона для контроля наземного движения в аэропортах // Наука та іновації. Т 4. № 3. С. 5-13.
36. Yegorov V., Yegorov S., Yegorov А. Subpixel Detection of Spectrum Images by Photodiode Structures // Радиофизика и радиоастрономия. – 2009. – Т. 14, № 1. – С. 77–83.
37. Егоров А. Д. Егоров В. А., Егоров С. А., Еленская Л. И., Синельников И. Е. Исследование температурных эффектов при регистрации спектров фотоэлектрическими детекторами // Вісн. Нац. техн. ун-ту України «Київський політехнічний інститут». Сер. Приладобудування. – 2014. – Вип. 48(2). – С. 74–80.
38. Егоров В. А., Егоров С. А. Автоматизированный атомно-эмиссионный спектрометр // Наука и инновации. – 2008. – Т. 4, № 2. – С. 33–39.
39. Акимов Л. А., Белянкин И. П., Егоров А. Д. и др. Харьковский спектрогелиограф для оперативной регистрации солнечной активности // Изв. Крым. астрофиз. обс. – Т. 104, № 2. – С. 52.
40. Луценко В. И. О фазовых центрах рассеяния радиоволн КВЧ-диапазона телами сложной формы // Успехи современной радиоэлектрон. – 2007. – № 9. – С. 64–76.
41. Луценко В. И. Обнаружение сигналов на фоне негауссовых помех от подстилающей поверхности // Электромагнитные волны и электронные системы. – 2007. – № 12. – С. 41–57.
42. Луценко И. В., Попов И. В., Луценко В. И. Бистатические РЛС с подсветкой ионосферными сигналами связных станций коротковолнового диапазона // Радиофизика и электрон. – 2007. – Т. 12, № 1. – С. 193–204.
43. Луценко В. И. Имитационная модель сигнала обратного рассеяния от морской поверхности // Успехи современной радиоэлектрон. – 2008. – № 4. – С. 59–73.
44. Кравченко В. Ф., Луценко В. И., Масалов С. А., Пустовойт В. И. Анализ нестационарных сигналов и полей с использованием вложенных полумарковских процессов // Докл. РАН. – 2013. – Т. 453, № 2. – С. 1–4.
45. Kravchenko V. F., Lutsenko V. I. , Lutsenko I. V., Popov D. О. Statistical Model of the Refractive Index of the Troposphere // Universal J. Physics’ and Applied (UJPA). – 2014. 8, N 4. – P. 206–212.
46. Kravchenko V. F., Lutsenko V. I. , Lutsenko I. V. Backscattering by the Sea at Centimeter and Millimeter Wavelengths at Small Grazing Angles // J. of Measurement Science and Instrumentation. – 2014. – Vol. 5, N 2. – P. 36–42.
47. Lutsenko V. I., Lutsenko I. V., Popov D. O. Simulation of the mapping function for calculation of tropospheric zenith delay // Telecommunications and Radio Engineering. – 2014. – Vol. 73, N 5. – P. 413–424.
48. Kravchenko V. F., Lutsenko V. I. , Lutsenko I. V. et al. Empirical model of correction for zenith tropospheric delay // J. of Measurement Science and Instrumentation. – 2014. – Vol. 5, N 4. – P. 20–28.