Способ наблюдения земной поверхности в передней зоне обзора бортовой рлс



 


Владельцы патента RU 2419109:

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет (RU)

Изобретение относится к бортовым радиолокационным станциям с синтезированной апертурой антенны, предназначенным для формирования радиолокационного изображения (РЛИ) контролируемого участка земной поверхности в координатах дальность-азимут по курсу движения летательного аппарата (ЛА) с малой скоростью (маловысотный полет) или с зависшего вертолета. Достигаемый технический результат - формирование РЛИ в расширенной передней зоне обзора при синтезировании апертуры РЛС с борта ЛА, движущегося с малой скоростью, или с зависшего вертолета. Заявленный способ наблюдения земной поверхности в передней зоне обзора бортовой РЛС для медленно движущегося ЛА или зависшего вертолета заключается в формировании РЛИ земной поверхности в координатах дальность - азимут и отличается тем, что синтезирование осуществляется в расширенной зоне обзора по азимуту на основе специального движения носовой частью ЛА.

 

Изобретение относится к бортовым радиолокационным станциям [1] с синтезированной апертурой антенны, предназначенным для формирования радиолокационного изображения (РЛИ) контролируемого участка земной поверхности в координатах дальность - азимут по курсу движения летательного аппарата (ЛА) с малой скоростью (маловысотный полет) или с зависшего вертолета.

Известен способ наблюдения земной поверхности при повышении разрешающей способности бортовой радиолокационной станции (БРЛС), основанный на синтезировании апертуры антенны методом опорной функции [1, с.145], [2, с.34].

Наиболее близким по технической сущности является способ [2, с.34], который заключается в следующем.

1. ЛА движется с постоянной скоростью по траектории параллельно контролируемому участку земной поверхности, при этом осуществляется боковой обзор.

2. На заданном промежутке времени синтезирования длительностью Тс принимается траекторный сигнал, который после прохождения тракта первичной обработки в измерительном канале РЛС представлен совокупностью IJN комплексных амплитуд в i-x элементах разрешения дальности ( I - число элементов по дальности), j-x синтезируемых элементах разрешения азимута ( J - число таких элементов) и k-x номерах зондирования (, N - число зондирований за время Тс).

3. Независимо в i-x элементах дальности для каждого j-го синтезируемого элемента азимута вычисляются оценки комплексных амплитуд методом корреляции принимаемого сигнала с опорной функцией по формуле:

где - весовая (опорная) функция, комплексно сопряженная с сигналом и вычисляемая заранее [1, 2].

4. Берутся модули комплексных оценок , совокупность которых {U(i,j)} представляет амплитудное РЛИ в зоне обзора РЛС с повышенным в J раз разрешением по азимуту, которое отображается на экране индикатора.

Однако данный способ обладает следующим недостатком: он не позволяет получать РЛИ при наблюдении в передней зоне обзора по следующим причинам.

1. При наблюдении вперед при малых углах синтезирования и при малой скорости движения ЛА значительно увеличивается время синтезирования Тс [1, 2], что недопустимо при маловысотном полете из-за соображений безопасности полета. В результате наблюдение становится невозможным.

2. При наблюдении вперед размер зоны обзора по азимуту ограничен шириной ДНА.

3. При наблюдении вперед с зависшего вертолета синтезирование апертуры невозможно из-за нулевой скорости ЛА (так же, как при боковом и переднебоковом обзоре).

Технический результат направлен на формирование РЛИ в расширенной передней зоне обзора при синтезировании апертуры РЛС с борта ЛА, движущегося с малой скоростью, или с зависшего вертолета.

Технический результат предлагаемого технического решения достигается тем, что способ наблюдения земной поверхности в передней зоне обзора бортовой РЛС заключается в формировании РЛИ участка земной поверхности в виде совокупности комплексных амплитуд , сигнала, прошедшего тракт первичной обработки в измерительном канале РЛС, в i-х элементах разрешения дальности ( где I - число элементов дальности) и j-x синтезируемых элементах разрешения азимута (), где J - число элементов азимута), отличающийся тем, что при обзоре в передней зоне меняют положение носовой части ЛА влево или вправо на несколько метров относительно первоначального положения (при движении ЛА "змейкой" или при наблюдении вперед с зависшего вертолета) и в процессе изменения положения носовой части осуществляют N-кратное зондирование контролируемого участка земной поверхности, далее вычисляют в i-x элементах дальности для каждого j-го синтезируемого элемента азимута оценки комплексных амплитуд методом корреляции принимаемых при k-х зондированиях сигналов с опорной функцией по формуле (1), затем берут модули комплексных оценок , совокупность которых {U(i,j)} представляет амплитудное РЛИ поверхности в передней зоне обзора РЛС, отображаемое на экране индикатора.

Способ осуществляется следующим образом.

1. Летательный аппарат при наблюдении земной поверхности, двигаясь по курсу маловысотного полета с малой скоростью, или при зависании (вертолета) меняет положение носовой части, поворачиваясь в горизонтальной плоскости с постоянной угловой скоростью так, чтобы диаграмма направленности антенны (ДНА) РЛС просматривала расширенный (по сравнению с шириной ДНА) контролируемый участок земной поверхности.

2. В процессе поворота ЛА на определенный угол вокруг своей оси относительно курса полета наблюдаемая в элементах разрешения дальности поверхность осуществляет относительное движение (относительно ЛА) по дуге окружности подобно относительному прямолинейному движению поверхности в элементах дальности при ее наблюдении параллельным курсом в режиме бокового обзора. Такое относительное движение создает необходимое условие для синтезирования апертуры антенны.

3. Предусматривается изменение положения носовой части ЛА при его движении на малой скорости по траектории, называемой "змейкой".

4. Для дополнительного расширения зоны обзора РЛС (дополнительно к повороту ЛА) возможно сканирование антенны, меняющей угловое положение ДНА.

5. При движении ЛА указанным способом, приводящим к изменению углового положения ДНА, на промежутке времени синтезирования осуществляется N зондирований контролируемого участка земной поверхности и принимается траекторный сигнал, который после прохождения тракта первичной обработки представлен совокупностью IJN комплексных амплитуд в i-x элементах разрешения дальности , j-x синтезируемых элементах разрешения азимута и k-x номерах зондирования .

6. Независимо в i-x элементах дальности для каждого j-го синтезируемого элемента азимута вычисляются оценки комплексных амплитуд методом корреляции принимаемых сигналов с опорной функцией по формуле (1).

7. Берутся модули полученных оценок, совокупность которых {u{i,j)} представляет амплитудное РЛИ расширенной зоны обзора РЛС с повышенным в J раз разрешением по азимуту, которое отображается на экране индикатора.

Предложенный способ позволяет наблюдать наземную обстановку в расширенной передней зоне обзора с повышенным разрешением по азимуту на основе синтезирования апертуры бортовой РЛС для медленно движущегося ЛА или зависшего вертолета при специальном движении носовой частью ЛА.

Источники информации

1. Кондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли: учеб. пособие для вузов / под ред. Г.С.Кондратенкова. М.: Радиотехника, 2005. 368 с.

2. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / А.Н.Антипов, В.Т.Горяинов, А.Н.Кулин и др. Под ред. В.Т.Горяинова. М.: Радио и связь, 1988. 304 с.

Способ наблюдения земной поверхности в передней зоне обзора бортовой радиолокационной станции (РЛС), заключающийся в формировании радиолокационного изображения (РЛИ) участка земной поверхности в виде совокупности комплексных амплитуд сигнала, прошедшего тракт первичной обработки в измерительном канале РЛС, в i-x элементах разрешения дальности
( где I - число элементов дальности) и j-х синтезируемых элементах разрешения азимута (, где J - число элементов азимута), отличающийся тем, что при обзоре в передней зоне меняют положение носовой части летательного аппарата (ЛА) влево или вправо на несколько метров относительно первоначального положения (при движении ЛА "змейкой" или при наблюдении вперед с зависшего вертолета) и в процессе изменения положения носовой части осуществляют N-кратное зондирование контролируемого участка земной поверхности, далее вычисляют в i-x элементах дальности для каждого j-го синтезируемого элемента азимута оценки комплексных амплитуд методом корреляции принимаемых при k-х зондированиях сигналов с опорной функцией
по формуле:

где - весовая (опорная) функция, комплексно сопряженная с принимаемым при k-м зондировании сигналом и вычисляемая заранее, затем берут модули комплексных оценок , совокупность которых {U/(i,j)} представляет амплитудное РЛИ поверхности в передней зоне обзора РЛС, отображаемое на экране индикатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиовидения и может быть применено для обнаружения предметов, скрытых под одеждой людей, проходящих досмотр. .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при исследовании радиолокационных характеристик объекта и получении его радиолокационного изображения при многочастотном импульсном зондировании.

Изобретение относится к области радиовидения и может быть применено для обнаружения предметов в миллиметровом диапазоне волн под одеждой человека, в таможенном контроле грузов, в дистанционном зондировании земной поверхности, в охранных системах, работающих в условиях плохой видимости.

Изобретение относится к бортовым системам пассивной и активной радиолокации миллиметрового диапазона, работающим совместно при наблюдении и распознавании неподвижных объектов на поверхности.

Изобретение относится к пассивной радиолокации, а именно к радиотеплолокационным станциям (РТЛС) наблюдения за поверхностью и воздушной обстановкой на базе подвижных или неподвижных носителей РТЛС со сканирующими совмещенными по центру антеннами радиометрических каналов с различными характеристиками диаграмм направленности антенн (ДН).

Изобретение относится к системам активной и пассивной радиолокации наблюдения за наземными и воздушными объектами на базе подвижных и неподвижных носителей станций с антенными решетками.

Изобретение относится к системам активной и пассивной радиолокации наблюдения за наземной и воздушной обстановкой на базе радиолокационных и теплолокационных станций (РЛС, РТЛС) миллиметрового диапазона.

Изобретение относится к области исследования радиолокационных характеристик объекта и получения его радиолокационных изображений (РЛИ) при использовании многочастотного импульсного зондирования и синтезирования апертуры антенны

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям, устанавливаемым на летательных аппаратах

Изобретение относится к области космонавтики, а именно к обработке изображения Земной поверхности и передаче полученной информации на Землю, и предназначено для приема данных от бортовой информационной аппаратуры космического аппарата (КА), предварительной обработки этой информации и передачи преобразованной информации на пункты приема информации

Изобретение относится к летательным аппаратам с радиолокационной аппаратурой для дистанционного зондирования земной (морской) поверхности

Изобретение относится к устройству радара формирования подповерхностного изображения, содержащему узел передачи и узел приема, узел передачи является выполненным с обеспечением возможности передавать первый радиоволновый сигнал в лепестке на выбранный участок земли под выбранным углом места к участку земли

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к технологиям точного земледелия

Изобретение относится к области локации и может быть использовано в радиолокации, в акустической локации, в гидролокации, в оптической локации, включая лазерную локацию, для обнаружения различных объектов, измерения их координат и параметров движения, а также для контроля состояния водной среды, земной и водной поверхности, воздушного пространства

Изобретение относится к области радиовидения и может быть применено: для обнаружения предметов в миллиметровом диапазоне волн под одеждой человека, в таможенном контроле грузов, в радиоастрономии для картографирования области неба и протяженных небесных объектов, в дистанционном зондировании земной поверхности, в охранных системах, работающих в условиях плохой видимости. Достигаемый технический результат - упрощение системы радиовидения, увеличение ее быстродействия и надежности. Указанный результат достигается за счет того, что оптическая система переносит в предметную плоскость излучения всех элементов объекта, которые модулируются различными между собой частотами и амплитудами, при этом модулированное излучение преобразуется в электрический сигнал, который разделяется на составляющие, каждая из которых представляет собой суммарный сигнал, принятый от элементов, излучения которых модулированы одинаковыми частотами. Для каждой составляющей формируется уравнение, состоящее из суммы произведений коэффициентов, пропорциональных амплитудам модулирующих функций на неизвестные яркости элементов. Уравнения, сформированные в течение времени наблюдения, объединяются в системы уравнений. Решениями этих систем определяются яркости элементов объекта, по которым строится его оптическое изображение. 1 ил.

Заявляемые изобретения могут быть использованы в навигационных, пеленгационных, локационных средствах для определения местоположения источников радиоизлучений (ИРИ) с летно-подъемного средства (ЛПС), в частности беспилотного летательного аппарата (БЛА). Достигаемый технический результат - сокращение временных затрат на определение координат ИРИ в условиях, когда налагаются ограничения на габаритные размеры пеленгаторной антенны. Технический результат достигается благодаря предварительному периодическому определению направления на ИРИ с помощью угломерно-дальномерного способа местоопределения для корректирования маршрута полета ЛПС с последующим использованием дальномерного способа местоопределения для высокоточного определения координат ИРИ на основе использования окружностей Апполония. Устройство определения координат ИРИ содержит двухканальный фазовый интерферометр, восемь вычислителей, три запоминающих устройства, радионавигатор, устройство угловой ориентации ЛПС, счетчик импульсов, делитель, блок управления, пороговое устройство, блок статической обработки, шесть входных установочных шин, две выходные шины, определенным образом соединенные между собой. 2 н.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Наверх