ПРИМЕНЕНИЕ ПРОТОКОЛА UDP И MATLAB В КАЧЕСТВЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЯДРА
ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСА МОДЕЛИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ РЛС 

Боков Александр Сергеевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательского центра радиоэлектронных систем летательных аппаратов, доцент департамента радиоэлектроники и связи Института радиоэлектроники и информационных технологий, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (Россия, г. Екатеринбург, ул. Мира, 32), a.s.bokov@urfu.ru
Важенин Владимир Григорьевич, кандидат технических наук, директор научно-исследовательского центра радиоэлектронных систем летательных аппаратов, доцент департамента радиоэлектроники и связи Института радиоэлектроники и информационных технологий, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (Россия, г. Екатеринбург, ул. Мира, 32)
v.g.vazhenin@urfu.ru
Мухин Владимир Витальевич, кандидат технических наук, заместитель генерального директора- главного конструктора по НИОКР, Уральское проектно-конструкторское бюро «Деталь» (Россия, Свердловская обл., г. Каменск-Уральский, ул. Пионерская, 8), upkb.nio100@mail.ru
Иофин Александр Аронович, кандидат технических наук, заместитель главного конструктора, Уральское проектно-конструкторское бюро «Деталь» (Россия, Свердловская обл., г. Каменск-Уральский, ул. Пионерская, 8), tehdep630@yandex.ru

519.687.6, 621.396.96

DOI

10.21685/2307-4205-2020-3-11

Актуальность и цели. Известно, что математическое моделирование позволяет разработчикам сравнивать и обоснованно выбирать параметры формирования и обработки сигналов различных систем, в том числе с учетом сочетания неидеальности технических средств и многообразия условий применения. Длительная история разработки и совершенствования радиолокационных станций (РЛС) привела к накоплению наукоемких математических моделей, разработанных с использованием часто несовместимых по коду программных модулей. В ряде случаев, например, при построении системной модели устройства или переводе моделей на новую вычислительную платформу, требуется организовать возможность совместной работы моделей в рамках единого программного комплекса.
Материалы и методы. В статье рассмотрен программный комплекс, предназначенный для моделирования радиолокационных сигналов бортовых РЛС. При этом интерфейс пользователя, выбор параметров радиолокационной сцены и управление процессом моделирования реализованы на языке высокого уровня Delphi, а в качестве вычислительного ядра выбран MATLAB. Взаимодействие Windows-приложения пользователя с MATLAB выполняется по протоколу UDP по интерфейсу Ethernet, так что среда MATLAB физически может располагаться на удаленном сервере. Весь процесс моделирования радиосигналов поделен на пять последовательных шагов, на каждом из которых выполняется одна модель. От шага к шагу переменные сохраняются в рабочем пространстве MATLAB.
Выводы. Такой способ построения программного комплекса позволил выполнить условия быстрой разработки функционального дружественного интерфейса пользователя, использования нескольких математических моделей с применением матричных вычислений и комплексных чисел, реализации быстрой коллективной разработки и доработки математических моделей комплекса без перекомпиляции Windows-приложения пользователя. Приведены конкретные примеры моделирования радиосигналов и изображений с помощью предлагаемо-го программного комплекса, основанного на применении протокола UDP и MATLAB в качестве вычислительного ядра.

Ключевые слова

радиолокационный сигнал, математическое моделирование, программный комплекс, MATLAB, протокол UDP.

 Скачать статью в формате PDF

 1. Модельно-ориентированное проектирование встраиваемых систем. ЦИТМ Экспонента. – URL: https://exponenta.ru/mbd (дата обращения: 04.05.2020).
2. Боев, С. Ф. Управление рисками проектирования и создания радиолокационных станций дальнего обнаружения / С. Ф. Боев. – Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. – 430 с.
3. Климов, А. Анализ необходимости внедрения МОП и смягчение рисков при проектировании РЛС ДО / А. Климов // Технологии разработки и отладки сложных технических систем : VII Всерос. конф. Сессия: «Радиолокационные системы». – Москва, 2020. – С. 84–87.
4. Шидловский, Д. Реализация стандарта профессиональной связи DMR с помощью МОП / Д. Шидловский // Технологии разработки и отладки сложных технических систем : VII Всерос. конф. Сессия: «Системы связи». – Москва, 2020. – С. 214–216.
5. Кротов, И. С. Программно-определяемая радиосистема для отработки бортовой радиоэлектронной аппаратуры / И. С. Кротов, А. К. Кабаев // Люльевские чтения : материалы XI межрегиональной отраслевой науч.-техн. конф. (20–22 марта 2018 г.). – Екатеринбург : ЮУрГУ, 2018. – С. 61.
6. Учет переменных параметров линейной частотной модуляции в имитаторе отраженных сигналов для ра- диовысотомеров / А. С. Боков, В. Г. Важенин, А. В. Гусев, Д. Ж. Нагашибаев, А. А. Иофин // Надежность и качество сложных систем. – 2017. – № 3 (19). – С. 60–67. – DOI 10.21685/2307-4205-2017-3-9.
7. Гурин, И. А. Решение математических задач на языке Visual C# с использованием пакета MATLAB / И. А. Гурин, Н. А. Спирин, В. В. Лавров // Теплотехника и информатика в образовании, науке и произ- водстве : сб. докл. V Всерос. науч.-практ. конф. (TИМ'2016). – Екатеринбург : УрФУ, 2016. – С. 190–193.
8. Усс, М. Проектирование радиолокационных систем в MATLAB и Simulink. Вебинар / М. Усс. – URL: http://matlab.ru/webinars/proektirovanie-radiolokacionnyh-sistem-v-matlab-i-simulink (дата обращения: 30.12.2019).
9. Сурков, М. А. Особенности разработки тренажеров и тренажерных комплексов для подготовки специали- стов РЭБ / М. А. Сурков, Ю. А. Губсков, Е. И. Савкин, Ю. Ю. Громов // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2018. – № 8. – С. 16–31.
10. Markov, Yu. Software Complex for Modeling the Work of Multichannel SAR in Wide Range of Application / Yu. Markov, A. Bokov, V. Vazhenin, S. Margilevsky // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). – 2019. – P. 352–355. – DOI 10.1109/RSEMW.2019.8792776.
11. Lepekhina, T. A. Radar target hardware-in-the-loop in carrier frequencies for SAR tests / T. A. Lepekhina, V. I. Nikolaev // ITM Web of Conferences. – 2019. – Vol. 30. – P. 15029. – DOI 10.1051/itmconf /20193015029
12. Боков, А. С. Ретрансляционный имитатор сигналов для проверки характеристик бортовых радиолокаци- онных систем и устройств / А. С. Боков, В. Г. Важенин, А. А. Иофин, В. В. Мухин // Надежность и качество сложных систем. – 2019. – № 3 (27). – С. 40–49. – DOI 10.21685/2307-4205-2019-3-5.