Українські вчені розробляють маскування від аерокосмічних радарів

Вчені з України представили новаторське дослідження, яке може змінити підхід до створення радіозображень у системах дистанційного зондування Землі з аерокосмічних носіїв. Їхня робота зосереджена на розробці теорії, що дозволяє вводити у радіозображення фіктивні об’єкти, яких насправді немає на поверхні. Такі «фантоми» створюються шляхом додавання спеціальних сигналів до траєкторій радіохвиль, що відбиваються від землі та обробляються синтетичними апертурними радарами. Метою цього підходу є приховування реальної інформації про певні території, що може бути корисним, наприклад, у військових або розвідувальних цілях.

Дослідження спирається на ідею, що якщо радіозображення можна спотворити, то їх також можна редагувати, додаючи штучні елементи. Для цього вчені запропонували концепцію спеціального радара, який вони назвали «радар фантомізації». Цей пристрій складається з кількох ключових компонентів: приймача, який аналізує сигнали від супутникових радарів, бази даних з моделями об’єктів, що потрібно «вставити» у зображення, та передавача, який генерує сигнали з інформацією про ці об’єкти. Такий підхід дозволяє створювати ілюзію присутності будівель, техніки чи навіть рухомих транспортних засобів там, де їх немає.

Однією з переваг цієї технології є можливість охоплення великих територій без необхідності розміщувати фізичні об’єкти, як-от макети чи кутові відбивачі, що використовуються в традиційних методах маскування. Наприклад, якщо потрібно імітувати скупчення техніки, достатньо одного радара фантомізації, який введе потрібні дані в сигнал, замість десятків реальних об’єктів. На додаток, дослідники зазначають, що їхній метод дозволяє відтворювати рух об’єктів, додаючи до сигналів додаткову модуляцію, що робить ілюзію ще правдоподібнішою.

Теорія базується на кількох припущеннях. По-перше, вчені вважають, що додавання сигналу з потрібними характеристиками до відбитого від поверхні сигналу може імітувати присутність об’єктів із заданими властивостями. По-друге, для успішної роботи системи необхідно точно знати параметри руху супутника, характеристики його сигналів та особливості взаємодії радіохвиль із поверхнею. Ці дані можна отримати заздалегідь за допомогою сучасного обладнання. Також важливим є врахування геометрії взаємодії між супутником і радаром на землі, щоб синхронізувати сигнали та зробити «фантоми» непомітними для систем аналізу.

Практичне застосування цієї розробки може бути різноманітним. У воєнний час вона допоможе вводити в оману розвідку противника, створюючи хибні уявлення про розташування сил чи об’єктів. У мирний час технологія може знайти застосування в тестуванні систем нізагального зондування або в захисті конфіденційної інформації про певні території. Проте дослідники визнають, що для повноцінного впровадження потрібні подальші вдосконалення, зокрема створення детальних моделей сигналів з урахуванням розсіювання хвиль різними поверхнями.

Робота також торкається обмежень. Наприклад, розмір території, яку можна «зафантомізувати», залежить від режиму спостереження супутника та його кута огляду. Крім того, для точного введення фіктивних об’єктів потрібно заздалегідь розрахувати, як вони виглядатимуть із різних ракурсів, що вимагає складних обчислень. Вчені наголошують, що їхні результати є лише першим кроком, а попереду — розробка методів додавання сигналів та аналіз можливих перешкод, як-от вплив атмосфери.

Дослідження провели фахівці з Національного аерокосмічного університету «Харківський авіаційний інститут» у співпраці з представником Державної служби спеціального зв’язку та захисту інформації України. Авторами роботи є Володимир Павліков, Симеон Жила, Павло Поздняков, Денис Колесников, Гліб Черепнін, Олександр Шматко, Олексій Одокієнко, Павло Малашта та Едуард Церне. Фінансування проєкту здійснено Міністерством освіти і науки України в рамках ініціативи з розробки теорії радіотехнічних систем для аерокосмічних радарів, результати опубліковано в журналі «Радіоелектронні та комп’ютерні системи».