Радиолокационный комплекс

Авторы патента:

G01S3/72 - разнесенные системы, предназначенные для пеленгации

Владельцы патента RU 2324197:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" (RU)

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обнаружения, измерения координат, распознавания и сопровождения низколетящих малоразмерных объектов. Техническим результатом изобретения является устранение области нечувствительности внутри зоны обнаружения бистатической "просветной" РЛС. Для достижения указанного технического результата в известную бистатическую "просветную" РЛС, представляющую собой разнесенные в пространстве передающую позицию в составе последовательно соединенных передатчика и передающей антенны и приемную позицию в составе последовательно соединенных приемной антенны с многолучевой диаграммой направленности, приемного устройства и рабочего места оператора (РМО), при этом передающая и приемная антенны подняты на высоту, обеспечивающую прямую радиовидимость, и направлены встречно, на приемной позиции введена моностатическая РЛС, зона обнаружения которой перекрывает зону обнаружения бистатической "просветной" РЛС, причем вход-выход моностатической РЛС соединен с выходом-входом РМО, выход которого является выходом РЛК. 3 ил.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к многопозиционной радиолокации с обнаружением "на просвет", и может быть использовано для обнаружения, измерения координат, распознавания и сопровождения низколетящих малоразмерных объектов.

В многопозиционном радиолокаторе передающий и приемный комплексы аппаратуры разнесены в пространстве. Такое построение имеет ряд преимуществ по сравнению с моностатическим радиолокатором [1, 2].

Известны многопозиционные, в частности, бистатические радиолокационные станции (РЛС), реализующие метод радиолокации "на просвет", основанный на просветном эффекте [1]. Суть эффекта заключается в том, что при облучении объекта, размеры которого в несколько раз больше длины волны, излучаемой передатчиком, энергия, рассеянная назад, на несколько порядков (в среднем на три) меньше энергии, рассеянной вперед по линии облучения. Таким образом, эффективная площадь рассеяния (ЭПР) объекта при наблюдении в бистатическом радиолокаторе "на просвет" в тысячи раз превосходит ЭПР объекта для традиционного моностатического радиолокатора, что является одним из важнейших преимуществ "просветных" РЛС.

Другим важнейшим преимуществом "просветных" РЛС является независимость ЭПР переднего рассеяния от материала, из которого изготовлен объект, и, в частности, от наличия на нем Стелс-покрытия [1, 3]. Поэтому в зоне существования просветного эффекта бистатическая РЛС имеет более высокие характеристики обнаружения малозаметных объектов (крылатых ракет, самолетов-Стелс, маловысотных самолетов и вертолетов, дельтапланов, шаров и т.д.), чем традиционная моностатическая РЛС.

Известна бистатическая РЛС [5] с обнаружением "на просвет", предназначенная для обнаружения малозаметных объектов, которая выбрана в качестве прототипа. Она включает в себя разнесенные в пространстве передающую позицию в составе передатчика и передающей антенны и приемную позицию в составе приемной антенны, приемного устройства и рабочего места оператора (РМО), выход которого является выходом РЛС. Обе антенны подняты на высоту, обеспечивающую прямую радиовидимость, и направлены встречно. Диаграмма направленности передающей антенны обеспечивает облучение всей зоны существования просветного эффекта (примерно ±30° в горизонтальной плоскости относительно базовой линии между передающей и приемной антеннами и в пределах 10 км по высоте). Приемная антенна формирует веер диаграмм направленности в области существования просветного эффекта. Обнаружение объекта осуществляется путем анализа доплеровских биений частоты эхо-сигналов, возникающих в приемном устройстве при движении воздушных объектов в просветной зоне.

Известно [1, с.317], что значение доплеровской частоты обращается в ноль для эхо-сигналов от объекта, находящегося на базовой линии. Вдоль этой линии на приемную позицию воздействует прямой сигнал передатчика, который на 3-5 порядков (30-50 дБ) превосходит эхо-сигнал от объекта. Вблизи этой линии могут находиться облучаемые передающей антенной местные предметы, эхо-сигналы от которых формируют мощную пассивную помеху в приемном устройстве. Прямой сигнал передатчика может перегружать приемное устройство, вводя его в режим ограничения. Это приводит к нарушению или даже к срыву обнаружения объектов. Мощная пассивная помеха нарушает обнаружение и сопровождение объектов не только вблизи базовой линии, но и во всей зоне существования просветного эффекта. Для устранения отрицательного влияния прямого сигнала передатчика и мощной пассивной помехи в прототипе используется режекция доплеровских сигналов на нулевой частоте (т.е. постоянного тока) и в некоторой ее окрестности - зоне режекции, ширина которой может составлять 2-5 Гц. Эхо-сигналы объектов, имеющие такую же доплеровскую частоту, также режектируются. Зоне режекции соответствует некая область, примыкающая к базовой линии в зоне обнаружения РЛС, внутри которой объекты не обнаруживаются.

Известно [1, с.317], что доплеровская частота эхо-сигнала пропорциональна составляющей скорости объекта, ортогональной базовой линии. Поэтому, чем меньше скорость объекта, тем при данной ширине частотной зоны режекции шире просветная область, где объект не обнаруживается.

Таким образом, у РЛС-прототипа есть существенный недостаток - наличие внутри зоны обнаружения области нечувствительности тем более широкой, чем меньше скорость объекта. Этот недостаток устранен в предлагаемом изобретении.

Для устранения вышеуказанного недостатка в РЛС-прототип вводится моностатическая РЛС, размещаемая на приемной позиции бистатической "просветной" РЛС и управляемая сигналами с выхода РМО бистатической РЛС. При этом зона обнаружения моностатической РЛС перекрывает зону обнаружения бистатической "просветной" РЛС-прототипа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение области нечувствительности внутри зоны обнаружения бистатической "просветной" РЛС, что ведет к повышению вероятности обнаружения и исключению возможности срыва сопровождения объектов в предлагаемом РЛК.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого радиолокационного комплекса (РЛК), который содержит бистатическую "просветную" РЛС, представляющую собой разнесенные в пространстве передающую позицию в составе последовательно соединенных передатчика 1 и передающей антенны 2 и приемную позицию в составе последовательно соединенных приемной антенны 3 с многолучевой диаграммой направленности, приемного устройства 4, рабочего места оператора (РМО) 5, выход которого является выходом РЛК, и моностатической РЛС 6, вход-выход которой соединен с выходом-входом РМО 5. Передающая и приемная антенны бистатической РЛС направлены встречно и подняты на высоту, обеспечивающую прямую радиовидимость. Зона обнаружения моностатической РЛС 6 перекрывает зону обнаружения бистатической "просветной" РЛС.

Предлагаемый РЛК работает следующим образом.

Передатчик 1 формирует непрерывный квазигармонический сигнал, излучаемый передающей антенной 2 в широком секторе углов в направлении приемной антенны 3, обеспечивая облучение всей зоны существования просветного эффекта. Многолучевая приемная антенна 3 формирует веер лучей в области существования просветного эффекта. Центральный луч направлен на передающую антенну. При движении воздушных объектов в просветной зоне между передающей и приемной позициями в каждом канале приемного устройства 4, соответствующем определенному лучу приемной антенны 3, возникают доплеровские биения частоты принятого сигнала, анализ которых позволяет [5] обнаружить воздушный объект и получить радиолокационную информацию о его параметрах (количество объектов в зоне обзора, класс объекта, его плоскостные координаты и скорость). Эта информация из приемного устройства 4 передается на рабочее место оператора 5 для отображения, обработки и выдачи целеуказания вместе с командой включения на вход моностатической РЛС.

"Просветная" бистатическая РЛС работает постоянно, а моностатическая включается только при обнаружении объектов бистатической РЛС на время, в течение которого объект находится в просветной зоне. Моностатическая РЛС работает в режиме импульсного зондирования, облучая всю зону обнаружения бистатической РЛС и реализуя обзор пространства, обнаруживает объект, определяет дальность до объекта и направление на него стандартными методами [6] и выдает эту информацию на РМО 5 для идентификации, отображения и передачи внешнему потребителю в виде выходной информации РЛК. Рабочие частоты зондирующих сигналов обеих РЛС смещены, что позволяет им работать одновременно.

Ниже представлены результаты математического моделирования, иллюстрирующие положительный эффект при использовании предлагаемого изобретения.

На фиг.2 представлена зона обнаружения воздушного объекта (вертолет Ми-2) устройства-прототипа (бистатической "просветной" РЛС), в которой выделена область режекции (область необнаружения объекта), ширина которой зависит от направления и скорости движения объекта. Видно, что область режекции составляет значительную часть зоны обнаружения.

На фиг.3 представлена зона обнаружения того же воздушного объекта моностатической РЛС с параметрами, которые обеспечивают обнаружение объектов во всей зоне бистатической "просветной" РЛС, в том числе и в области режекции. Проведенные расчеты показывают, что такая зона обнаружения обеспечивается, если средняя мощность излучения моностатической РЛС почти на три порядка больше, чем у бистатической "просветной" РЛС, что обусловлено отличиями в величине ЭПР объекта для моностатической и бистатической "просветной" РЛС, поэтому при непрерывной работе только одной моностатической РЛС обнаружение в этой зоне было бы значительно менее экономичным, чем при совместной работе бистатической и моностатической РЛС, когда последняя включается только по указанию бистатической РЛС.

Таким образом, введение в известную бистатическую "просветную" РЛС моностатической РЛС с зоной обнаружения, перекрывающей зону обнаружения бистатической РЛС, с соответствующими связями, позволяет устранить область нечувствительности внутри зоны обнаружения бистатической РЛС, что ведет к повышению вероятности обнаружения и исключению возможности срыва сопровождения объектов в прелагаемом РЛК.

Литература

1. Черняк B.C. Многозвенная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1993, - 416 с.

2. Справочник по радиолокации. Перевод с английского под ред. М. Сколника. Т.4. - М.: Советское радио, 1979.

3. Уфимцев П.Я. // Радиотехника и электроника, 1989, т.35, №12. - с.2519-2527.

4. Glaser J. Bistatic RCS of Complex Objects Near Forward Scatter, IEEE Transactions on aerospace and electronic systems. Vol. AES-21, №1, January, 1985. - p.70-78.

5. Бляхман А.Б., Самарин А.В. Бистатическая радиолокационная станция. Заявка ЕАПО №200401555/26 от 23.12.2004 г.

6. Справочник по радиолокации. Перевод с английского под ред. М.Сколника. Т.3 - М.: Советское радио, 1979.

Радиолокационный комплекс (РЛК), содержащий бистатическую "просветную" радиолокационную станцию (РЛС), представляющую собой разнесенные в пространстве передающую позицию в составе последовательно соединенных передатчика и передающей антенны и приемную позицию в составе последовательно соединенных приемной антенны с многолучевой диаграммой направленности, приемного устройства и рабочего места оператора, при этом передающая и приемная антенны подняты на высоту, обеспечивающую прямую радиовидимость, и направлены встречно, отличающийся тем, что на приемной позиции введена моностатическая РЛС, зона обнаружения которой перекрывает зону обнаружения бистатической "просветной" РЛС, причем вход-выход моностатической РЛС соединен с выходом-входом рабочего места оператора, обеспечивающего команду включения моностатической РЛС по указанию от бистатической "просветной" РЛС, отображение, идентификацию радиолокационной информации и выдачу целеуказания внешнему потребителю в виде выходной информации радиолокационного комплекса, при этом рабочие частоты бистатической "просветной" РЛС и моностатической РЛС смещены для обеспечения их одновременной работы.

Изобретение относится к радиолокационным системам обнаружения источников радиоизлучений (ИРИ) и определения координат и параметров их движения, в частности к угломерным двухпозиционным пассивным радиолокационным системам (УДПРЛС), используемым для оценивания параметров траектории подвижного ИРИ.

Способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений в угломерных двухпозиционных пассивных радиолокационных системах // 2253126

Изобретение относится к радиолокационным системам, в частности к угломерным двухпозиционным пассивным радиолокационным системам. .

Пеленгатор бокового обзора // 2252428

Изобретение относится к радиопеленгации, в частности к пассивным моноимпульсным пеленгаторам, определяющим линию положения (ЛП) источника радиоизлучения (ИРИ). .

Способ определения направления на цель // 2195683

Изобретение относится к радиолокации, в частности к бистатической радиолокации. .

Способ обнаружения групповых объектов // 2157550

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях для управления воздушным движением, для контроля воздушного пространства.

Способ приема сигналов // 2147134

Изобретение относится к области передачи информации, связи, радионавигации и радиолокации. .

Радиолокационный способ определения параметров движения объекта // 2133480

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к методам восстановления траекторий цели в разнесенной радиолокации. .

Фазовый пеленгатор-частотомер // 2124216

Способ определения связи небесных координат, установленных в оптическом и радиодиапазонах // 2105318

Изобретение относится к области астрономии и предназначено для построения точной инерциальной системы координат. .

Фазовый пеленгатор // 2052832

Изобретение относится к области пассивной радиолокации, а именно к оценке углового положения источника электромагнитного излучения в двух ортогональных плоскостях, и может быть использовано для измерения траекторий движущихся объектов в радиолокационных и радионавигационных системах, устройствах.

Радиолокационный способ определения углового положения цели и устройство для его реализации // 2402034

Изобретение относится к радиолокации, в частности к методам измерения углового положения цели в разнесенной радиолокации с обнаружением "на просвет"

Система определения местоположения с преднамеренным сигналом многолучевого распространения // 2407027

Способ поражения цели-постановщика когерентных помех ракетами с активными радиолокационными головками самонаведения // 2468381

Изобретение относится к области авиационного вооружения, в частности к способам наведения управляемых ракет класса «воздух-воздух» с активными радиолокационными головками самонаведения для поражения целей - постановщиков активных когерентных помех, преимущественно самолетов - помехопостановщиков

Способ исследования планет // 2554086

Изобретение относится к астрономии и астрофизике и может использоваться для исследования дальних, в особенности внесолнечных, планет. Технический результат состоит в обеспечении возможности исследования планет, движущихся близ звезд, находящихся от Солнца на расстояниях до 2000 световых лет. Для этого в космическое пространство на орбиты с радиусами до 300 миллиардов километров от Солнца и с различными наклонениями к плоскости эклиптики выводят космические радиотелескопы (РТ), образуют из них и земных радиотелескопов по крайней мере один радиоинтерферометр со сверхдлинной базой (РСДБ) и осуществляют поиск планет с молниеактивными атмосферами. Систему радиотелескопов, входящих в один РСДБ, ориентируют на избранную для исследований планету и производят синхронизированный, с привязкой к системе единого времени прием каждым РТ электромагнитного излучения (ЭМИ) от молниевых разрядов, происходящих в атмосфере планеты, и в особенности ЭМИ, отраженного от подстилающей поверхности планеты в районе каждого разряда. Накопленную информацию от всех РТ передают по командам из земного пункта управления на наземные приемные станции, осуществляют стандартным корреляционным методом обработку полученных массивов данных и строят изображения подстилающей поверхности исследуемой планеты в области каждого молниевого разряда. Совмещая множество полученных - с перекрытиями - карт локальных районов поверхности, составляют карту поверхности всей планеты. 1 з.п. ф-лы.

Устройство обнаружения молниевых разрядов // 2576653

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в навигационных и метеорологических системах. Достигаемый технический результат - уменьшение габаритов при сохранении точностных характеристик. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит грозопеленгационное устройство, индикатор, при этом грозопеленгационное устройство состоит из двух разнесенных грозоприемников, устройство содержит также переменную линию задержки, два фиксатора длительности передней части сигнала, блок определения временного рассогласования между двумя сигналами и постоянное запоминающее устройство. Все перечисленные средства определенным образом соединены между собой. 3 ил.

Глобальная наземно-космическая система обнаружения воздушных и космических объектов // 2578168

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к наземно-космическим радиолокационным комплексам. Техническим результатом является увеличение зоны обнаружения каждого приёмного комплекса по угловым координатам до величины ±90° относительно нормали к поверхности земли, в том числе для малоразмерных объектов и объектов, выполненных по технологии «Стелс». Для этого в систему введены дополнительные передающие комплексы, размещенные на космических аппаратах на околоземной орбите с угловым сдвигом α=360°/M, где M - общее количество передающих комплексов, причем в каждый передающий комплекс введены блок кодировки навигационных параметров, выход которого подключен к первому входу передающей антенны, первый вход - к выходу генератора зондирующего сигнала, а второй вход - к выходу системы навигации, выходом подключенной также ко входу системы управления и связи передающего комплекса, второй выход которой через систему ориентирования соединен со вторым входом передающей антенны, в состав каждого приемного комплекса введена диаграммообразующая схема. 9 ил.

Способ поражения цели-поставщика когерентных помех ракетами с активными радиолокационными головками самонаведения // 2586819

Изобретение относится к области авиационной техники и может использоваться при разработке авиационных и зенитных управляемых ракет. Предложенный способ поражения цели-постановщика когерентных помех заключается в пространственном разнесении излучателя зондирующего сигнала и приемника отраженного от цели сигнала, которое достигается путем одновременного пуска функционально связанной группы как минимум из двух ракет, передатчики которых излучают на разных частотах, а приемники воспринимают частоты передатчиков соседних ракет. Это практически исключает взаимные помехи, т.к. приемники прицельно настроены на частоту излучаемого сигнала своего передатчика и находятся вне полосы частот приемника. При этом обеспечивается высокоточное наведение ракет, которые необходимо пускать по максимально расходящимся траекториям типа «клещи». Технический результат - повышение эффективности поражения цели-постановщика когерентных помех путем пуска и наведения ракет с активными радиолокационными головками самонаведения, излучающими зондирующие сигналы на разных частотах, с приемниками, настроенными на частоту передатчиков соседних ракет. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Радиолокационная система охраны территорий с малокадровой системой видеонаблюдения и оптимальной численностью сил охраны // 2595532

Изобретение относится к области охранной сигнализации, а более конкретно к системам охраны объектов и их периметров. Технические результаты, на достижение которых направлено изобретение, заключаются в классификации подвижных объектов по критерию «свой-чужой», в упрощении линии связи и повышении помехоустойчивости при передаче видеоинформации с параметрами распознавания нарушителя в малокадровом режиме. Система состоит из следующих групп аппаратуры: комплекта средств обнаружения, работающих на разных физических принципах (радиолокационных станций, видеокамер и тепловизоров), линий связи, центрального пульта охраны (ЦПО), а также аппаратуры сил охраны, содержащей один или несколько комплектов технических средств групп силового реагирования (ТС ГСР), автоматизированных рабочих мест (АРМ) операторов в составе ЦПО, коммутатора и стационарного терминала ЦПО. Каждое АРМ содержит устройство дополнительного распознавания, терминал наблюдения и стационарный терминал АРМ. Каждый комплект ТС ГСР содержит мобильный терминал навигатора, ГЛОНАСС/GPS-навигатор, мобильный терминал радиосвязи и носимый пульт охраны. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство обработки сигналов в наземно-космической просветной радиолокационной системе // 2608338

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обработки сигналов при решении задачи обнаружения малозаметных целей в наземно-космических просветных радиолокационных системах (РЛС). Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение стоимости наземно-космической просветной РЛС в целом, не требующей запуска новых спутников, с одновременным упрощением конструкции антенно-фидерных узлов, снижением массогабаритных показателей и повышением скрытности просветной РЛС. Упрощение конструкции антенно-фидерных узлов и снижение массогабаритных показателей достигается тем, что не требуются различные антенны для приема прямого и рассеянного сигналов, многочастотные приемопередающие модули, высокочувствительные приемники. Повышение скрытности предлагаемой просветной РЛС достигается путем использования в качестве зондирующего непрерывного сигнала с цифровой модуляцией, ширина спектра которого значительно превышает диапазон возможных доплеровских сдвигов частоты при отражении от обнаруживаемых целей. Для достижения указанного технического результата в устройстве, содержащем передающую позицию в составе передатчика и антенны, приемную позицию, в состав которой входят приемная антенна, N приемников, N блоков измерения доплеровской частоты с подключенными выходами к N входам блока определения пеленга, выход которого является выходом устройства, введено на приемной позиции между каждым приемником и блоком измерения доплеровской частоты устройство обработки сигналов, содержащее последовательно соединенные демодулятор, когерентный накопитель, генератор прямого сигнала и блок вычитания, а также линию задержки, вход которой соединен с выходом приемника, а выход - со вторым входом блока вычитания, причем передающая позиция расположена в космосе, излучает непрерывный сигнал с цифровой модуляцией и формирует один «широкий» луч, перекрывающий всю зону обзора, а на наземной приемной позиции сформировано N парциальных лучей. 4 ил.

Способ исследования внеземных объектов радиоинтерферометрами со сверхдлинными базами // 2624638

Изобретение относится к астрофизике и астрометрии, а именно к способам исследования внеземных объектов естественного происхождения (звезд, квазаров) и сопровождения искусственных объектов (автоматических межпланетных станций). Достигаемый технический результат - точное и однозначное определение местоположения исследуемого внеземного объекта и его перемещение в пространстве путем использования трех сверхдлинных измерительных баз, расположенных в виде треугольника, и корреляционной обработки радиосигналов, принимаемых от исследуемого внеземного объекта. Система, реализующая предлагаемый способ, содержит три радиотелескопа, три линии связи, центр корреляционной обработки информации, три удвоителя фазы, три делителя фазы на два, три узкополосных фильтра, три фазометра, компьютер, три коррелятора, три блока регулируемой задержки, три перемножителя, три фильтра низких частот, три экстремальных регулятора, индикатор азимута, индикатор угла места и индикатор угла ориентации, определенным образом связанные между собой. 3 ил.