Способ обнаружения малозаметных летательных аппаратов

 

Использование: радиолокация, для обнаружения летательных аппаратов с низкой эффективной поверхностью рассеяния. Сущность изобретения: в способе обнаружения малозаметных летательных аппаратов (МЛА), окруженных искусственным плазменным облаком, основанном на излучении зондирующего радиолокационного сигнала и приеме отраженного сигнала, на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся сфокусированных пучков радиоволн формируют область искусственной ионизации, в направлении которой осуществляют излучения зондирующего сигнала, частоту которого выбирают не менее резонансной частоты области искусственной ионизации. 2 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для обнаружения малозаметных летательных аппаратов (МЛА), например, изготовленных по технологии "Stealth".

Известны способы обнаружения летательных аппаратов с помощью радиолокации. Согласно такому способу, с наземной радиолокационной станции (РЛС) подают радиоимпульс и затем принимают отраженный от аппарата сигнал.

Основным недостатком способа является низкая эффективность обнаружения МЛА.

Одна из важнейший задач при создании МЛА -снижение радиолокационной заметности летательных аппаратов, количественной характеристикой которой является эффективная площадь рассеяния (ЭПР). Уменьшение ЭПР летательных аппаратов ведет к уменьшению эффективности их дальнего обнаружения (снижению распознаваемости и дальности обнаружения). Поскольку дальность обнаружения пропорциональна корню четвертой степени из ЭПР, то снижение ЭПР, например, на 70% что и предусмотрено технологией "Stealth", уменьшает дальность обнаружения на 29% Одним из наиболее эффективных приемов уменьшения ЭПР летательных аппаратов является создание вокруг них искусственного плазменного облака, что и делает их малозаметными. Такое плазменное облако обладает свойством резонансного поглощения, т.е. эффективно поглощает радиоволны в полосе частот вблизи плазменной частоты, которая выбирается в соответствии с диапазоном рабочих частот радиолокационных систем.

Из известных способов обнаружения МЛА, окруженных искусственным плазменным облаком, наиболее близким к заявленному является способ, основанный на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА с последующим приемом отраженного сигнала. В этом способе осуществляют прием на гармониках, возникновение которых обусловлено нелинейностью переходных характеристик МЛА.

К недостаткам этого способа относятся невысокие эффективность и дальность обнаружения, что связано с малым уровнем мощности принимаемого сигнала на гармониках.

Изобретение направлено на увеличение эффективности и дальности обнаружения за счет увеличения ЭПР.

Цель изобретения достигается тем, что в способе обнаружения МЛА, окруженных искусственным плазменным облаком, основанном на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА и последующем приеме отраженного сигнала, на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся пучков радиоволн формируют, по крайней мере, одну область искусственной ионизации (ИИ), при этом излучение зондирующего радиолокационного сигнала осуществляют в направлении области ИИ, а его частоту выбирают не менее резонансной частоты области ИИ.

На фиг.1 показана схема реализации области ИИ с помощью наземных РЛС; на фиг. 2 схема формирования области ИИ с помощью наземной РЛС и самолетной РЛС и взаимодействия их с зондирующей наземной РЛС.

В соответствии с заявленным способом, с помощью РЛС 1, 2, излучающих сфокусированные пучки радиоволн, создают область ИИ 3 на пути ожидаемой траектории движения МЛА 4, окруженного искусственным плазменным облаком 5. Ожидаемая траектория определяется, исходя из разведданных, а также визуально-оптического наблюдения из пунктов, находящихся вблизи траектории МЛА. Целесообразно создание областей ИИ 3 на максимально выдвинутых передних рубежах обороны.

При входе МЛА в область ИИ 3 его ЭПР резко возрастает. Это обусловлено, во-первых, сдвигом плазменной частоты искусственного плазменного облака 5, окружающего МЛА 4, и, следовательно, нарушением условия резонансного поглощения зондирующего радиолокационного сигнала. Это дает наибольший вклад в увеличение ЭПР МЛА. Во-вторых, это обусловлено генерированием элементами конструкции МЛА 4 колебаний на гармониках частоты излучения. При прохождении МЛА 4 сквозь области ИИ происходит взаимодействие искусственного облака 5 с областью ИИ 3, что приводит к изменению резонансной частоты искусственного плазменного облака 5. Эта частота ω₁ связана с концентрацией электронов n выражением: ω₁~ Поскольку при появлении МЛА 4 в области ИИ 3 концентрация электронов в искус-ственном плазменном облаке 5 увеличивается, его частота ω₁' также увеличивается, что следует из соотношения: (n+nʹ) где е заряд электрона, m масса электрона, n концентрация электронов в искус-ственном плазменном облаке 5; n' концентрация электронов в области ИИ 3.

Для того чтобы зондирующий сигнал не отражался от области ИИ 3 и не давал на экране зондирующей РЛС 6 соответствующей отметки, частота зондирующего радиолокационного сигнала ω_рл должна выбираться из условия: ω_рл≥ω₁ При входе МЛА 4 в область ИИ 3 частота искусственного плазменного облака 5 увеличивается настолько (вследствие сложения частот области ИИ 3 и искусственного плазменного облака 5), что возникает условие: ω_рл < ω₁'. При возрастании концентрации электронов за счет действия РЛС 1, 2 в два раза частота искусственного плазменного облака 5 также возрастает в два раза. Поэтому ЭПР увеличивается в четыре раза (поскольку она пропорциональна квадрату длины волны зондирующего радиолокационного сигнала).

Для создания области ИИ 3 используются пересекающиеся пучки радиоволн. При этом после пробоя воздуха коротким радиоимпульсом ионизация поддерживается за счет непрерывного или импульсного излучения. Образующаяся область ИИ 3 представляет собой набор плоских слоев, параллельных биссектрисе угла между пересекающимися пучками. Для образования и поддержания ионизации мощность РЛС 1, 2 должна составлять 1,5 0,5 МВт в импульсе.

Таким образом, путем создания на пути движения МЛА искусственной ионизированной области увеличиваются его ЭПР и, как следствие, дальность его обнаружения.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МАЛОЗАМЕТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ (МЛА), окруженных искусственным плазменным облаком, основанный на излучении зондирующего радиолокационного сигнала в зону предполагаемого нахождения МЛА и последующем приеме отраженного сигнала, отличающийся тем, что на пути ожидаемой траектории движения МЛА с помощью пересекающихся сфокусированных пучков радиоволн формируют по крайней мере одну область искусственной ионизации, при этом излучение зондирующего радиолокационного сигнала осуществляют в направлении области искусственной ионизации, а его частоту выбирают не менее резонансной частоты области искусственной ионизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2