Способ радиолокационного обзора зоны пространства

Предлагаемое изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в обзорных радиолокационных станциях (РЛС) с игольчатым лучом. Достигаемым техническим результатом является устранение проблемы дефицита времени на обзор зоны пространства обзорной РЛС с игольчатым лучом, то есть обеспечение возможности обзора зоны пространства РЛС с игольчатым лучом при темпе обзора, при котором число зондирующих сигналов меньше числа разрешаемых угловых направлений. Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора зоны пространства, заключающемся в зондировании ее угловых направлений сигналами радиолокационной станции при пошаговом перемещении луча антенны в пространстве, в принятии решения об обнаружении цели, если обнаружен сигнал, превышающий порог обнаружения, при возникновении дефицита времени, отводимого на обзор зоны пространства, увеличивают шаг перемещения луча антенны и дополнительно устанавливают пониженный порог для предварительного обнаружения цели, при этом в случае предварительного обнаружения цели в угловом направлении осматривают пространство вокруг него с восстановленным значением шага перемещения луча антенны.

 

Предлагаемое изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в обзорных радиолокационных станциях (РЛС) с игольчатым лучом.

Известны последовательные, параллельные и параллельно-последовательные способы радиолокационного обзора пространства (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д. Ширмана, М., Сов. радио, 1970, стр.13).

Известен способ радиолокационного обзора зоны пространства, заключающийся в зондировании i-й ее части сигналами радиолокационной станции с широким лучом, охватывающим весь сектор в угломестной плоскости, приеме сигналов таким же широким лучом и в принятии решения об обнаружении цели, если обнаружен сигнал, превышающий порог обнаружения (там же, с. 242, п.2; рис. 5.21, б). Недостаток этого способа состоит в низкой точности измерения угловых координат и в низкой разрешающей способности по угловым координатам, что определяется увеличенными размерами луча, а также в низкой концентрации энергии в угловом направлении.

Наиболее близким способом является способ радиолокационного обзора зоны пространства, заключающийся в зондировании ее угловых направлений сигналами радиолокационной станции при пошаговом перемещении луча антенны в пространстве и в принятии решения об обнаружении цели, если обнаружен сигнал, превышающий порог обнаружения (там же, стр. 242, п.3, рис. 5.21, в).

Преимущество этого способа состоит в высокой точности измерения угловых координат, в высокой разрешающей способности по угловым координатам и в высокой концентрации энергии в угловом направлении, что определяется малыми размерами луча.

Количество разрешаемых угловых направлений, которые осматривает при этом обзорная РЛС, определяется в виде:

где ΔВ, ΔЕ - размеры осматриваемой области пространства по азимуту и углу места соответственно;

Δβ, Δε - размер луча по азимуту и по углу места соответственно на уровне пересечения диаграмм направленности антенны при положении луча в соседних угловых направлениях, как правило, равный 0,7.

Если период обзора осматриваемой области пространства равен Т, а частота излучения зондирующих сигналов F, то среднее количество зондирующих сигналов, приходящихся на одно угловое направление, равно:

Для современной обзорной РЛС S-диапазона входящие в (2) параметры могут иметь следующие значения: F=400 Гц, Т≤10 с, ΔВ=360°, ΔЕ=60-80°, Δβ, Δε≤2°, при этом из (1) следует n₃≤0,75, т.е. число зондирующих сигналов меньше, чем число угловых направлений, которые следует осматривать. Дефицит времени, отводимого на обзор зоны пространства, еще более увеличивается, когда появляются обнаруженные цели, поскольку для сопровождения каждой из них необходимо затрачивать каждый период обзора количество зондирующих сигналов существенно больше одного (Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации, М., «Радио и связь», 1986, с. 208, нижний абз. - с.209, 2-й абз.).

Таким образом, для современных обзорных РЛС S-диапазона с игольчатым лучом существует проблема дефицита времени на обзор зоны пространства, когда РЛС не может зондировать каждый период обзора, каждое угловое направление хотя бы одним зондирующим сигналом. В этом состоит главный недостаток рассматриваемого способа обзора пространства.

Заявляемое изобретение направлено на устранение указанного недостатка.

Решаемой задачей (техническим результатом), таким образом, является устранение проблемы дефицита времени на обзор зоны пространства обзорной РЛС с игольчатым лучом, т.е. обеспечение возможности обзора зоны пространства РЛС с игольчатым лучом при темпе обзора, при котором число зондирующих сигналов меньше числа разрешаемых угловых направлений.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора зоны пространства, заключающемся в зондировании ее угловых направлений сигналами радиолокационной станции при пошаговом перемещении луча антенны в пространстве, в принятии решения об обнаружении цели, если обнаружен сигнал, превышающий порог обнаружения, согласно изобретению при возникновении дефицита времени, отводимого на обзор зоны пространства, увеличивают шаг перемещения луча антенны и дополнительно устанавливают пониженный порог для предварительного обнаружения цели, при этом в случае предварительного обнаружения цели в угловом направлении осматривают пространство вокруг него с восстановленным значением шага перемещения луча антенны.

Суть заявленного способа основывается на следующем.

Современные обзорные РЛС S-диапазона используются в условиях, когда в контролируемом пространстве может одновременно находиться лишь несколько сотен целей. Это означает, что для рассмотренного примера из М≥5000 разрешаемых угловых направлений лишь в малой их доле содержатся цели, а остальные направления являются «пустыми» (т.е. не содержащими целей). Это обстоятельство положено в основу заявляемого способа для решения проблемы дефицита времени на обзор зоны пространства обзорной РЛС. При обнаружении сигнала по критерию Неймана-Пирсона порог обнаружения устанавливают так, чтобы вероятность превышения его шумом (вероятность ложной тревоги) была очень малой (10^-6 и менее), поскольку ложное обнаружение цели приводит не только к большим затратам средств, но и к отвлечению боевых средств от реальных целей.

В заявляемом способе увеличение вероятности ложной тревоги за счет установки пониженного порога при предварительном обнаружении цели приведет лишь к ошибочному восстановлению (возврату к установленному до увеличения) значения шага перемещения луча. Причем если вероятность ошибочного предварительного обнаружения цели в одном угловом направлении равна Р, а общее число угловых направлений, осматриваемых при увеличенном шаге перемещения луча, равно М, то в среднем за один период обзора будет совершен ошибочный переход к восстановленному значению шага перемещения луча вокруг Р·М «пустых» угловых направлений (следовательно, к излишним затратам времени), но осмотр остальных «пустых» направлений будет проведен с увеличенным шагом перемещения луча. Это означает, что решение о предварительном обнаружении цели можно принимать с вероятностью ложной тревоги Р>>10^-6, то есть при пониженном пороге. Понижение порога при предварительном обнаружении цели необходимо для сохранения дальности предварительного обнаружения цели в угловых направлениях, соответствующих точке пересечения диаграмм направленности антенны при положении луча в соседних угловых направлениях, так как уровень пересечения при увеличении шага перемещения луча уменьшится.

При увеличении шага перемещения луча и снижении уровня пересечения диаграмм направленности антенны увеличатся значения Δβ, Δε и, как следует из (2), увеличится количество зондирующих сигналов, приходящихся на одно разрешаемое угловое направление при сохранении отведенного на обзор времени.

Таким образом, увеличение шага перемещения луча антенны решает проблему возникающего дефицита времени, отводимого на обзор зоны пространства, а установка дополнительного пониженного порога при предварительном обнаружении цели и последующее восстановление шага перемещения луча антенны исключает пропуски в осмотре угловых направлений.

Следует подчеркнуть, что предварительное обнаружение цели используется лишь как признак принятия решения об осмотре части пространства с восстановленным значением шага перемещения луча, по результатам которого может быть принято решение об обнаружении цели, если будет принят сигнал, превысивший порог обнаружения. Поэтому при предварительном обнаружении цели никаких действий, обычно совершаемых при обнаружении цели (определение дальности, уточнение угловых координат, опознавание, распознавание, сопровождение, накопление данных и т.д.), не выполняют.

Поскольку после предварительного обнаружения цели значение шага перемещения луча антенны при осмотре пространства вокруг углового направления, в котором предварительно обнаружена цель, восстанавливают, то условия обнаружения цели в этом пространстве будут соответствовать исходному значению шага перемещения луча. После принятия решения об обнаружении цели и взятия ее на сопровождение угловые направления, в которых она может находиться, осматривают в режиме сопровождения и из обзора исключают, а шаг перемещения луча антенны при обзоре вновь увеличивают.

Способ радиолокационного обзора зоны пространства, заключающийся в зондировании ее угловых направлений сигналами радиолокационной станции при пошаговом перемещении луча антенны в пространстве, в принятии решения об обнаружении цели, если обнаружен сигнал, превышающий порог обнаружения, отличающийся тем, что при возникновении дефицита времени, отводимого на обзор зоны пространства, увеличивают шаг перемещения луча антенны и дополнительно устанавливают пониженный порог для предварительного обнаружения цели, при этом в случае предварительного обнаружения цели в угловом направлении осматривают пространство вокруг него с восстановленным значением шага перемещения луча антенны.