Способ защиты обзорной радиолокационной станции от помех



Способ защиты обзорной радиолокационной станции от помех
Способ защиты обзорной радиолокационной станции от помех
Способ защиты обзорной радиолокационной станции от помех
Способ защиты обзорной радиолокационной станции от помех
Способ защиты обзорной радиолокационной станции от помех
Способ защиты обзорной радиолокационной станции от помех

 


Владельцы патента RU 2428710:

Открытое акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (ОАО "НПО НИИИП-НЗиК") (RU)

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к защите от пассивных и активных помех обзорной радиолокационной станции (РЛС) с фазированной антенной решеткой (ФАР) с электронным сканированием узким лучом. Достигаемым техническим результатом изобретения является увеличение подавления помех от источников с заранее неизвестными угловыми координатами. Способ заключается в том, что формируют нули ДНА при угле места луча РЛС, не превышающем ширину ближайшего к поверхности земли нуля ДНА, при этом формируют по одному нулю ДНА с каждой стороны от главного лепестка ДНА в области ближайших боковых лепестков по углу места. 6 ил.

 

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к защите от пассивных и активных помех мобильной обзорной радиолокационной станции (РЛС) с фазированной антенной решеткой (ФАР) с электронным сканированием узким лучом.

В зоне обзора РЛС всегда существуют пассивные помехи в виде радиолокационных сигналов, отраженных от земной поверхности, иногда - в условиях сверхрефракции (Теоретические основы радиолокации. Под ред. В.Е.Дулевича. - М.: Сов. радио, 1978, с.415-416), от метеообразований. В боевых условиях на радиолокационную станцию воздействуют еще и активные помехи, излучаемые с движущихся постановщиков помех, а также пассивные помехи в виде облаков дипольных, аэрозольных и других отражателей. Помехи приводят к перегрузке системы обработки РЛС, уменьшают вероятность обнаружения цели, снижают пропускную способность РЛС.

Известным способом защиты обзорной РЛС с ФАР от пассивных и активных помех является обеспечение достаточно низкого уровня всех боковых лепестков диаграммы направленности антенны (ДНА) (Справочник по радиолокации. Под ред. М.Сколника, т.1. - М.: Сов. радио, 1976, с.91-94). Однако чрезмерное снижение всех боковых лепестков ДНА приводит к расширению главного лепестка ДНА (луча РЛС), следствием чего является ухудшение таких технических характеристик РЛС, как точность измерения координат целей, разрешающая способность по угловым координатам, дальность обнаружения целей, и поэтому не всегда приемлемо.

Наиболее близкий способ защиты РЛС с ФАР от пассивных и активных помех заключается в формировании ограниченных областей ДНА с низким уровнем - нулей ДНА - в направлениях на помехи. Нули ДНА формируют за счет управления фазами или амплитудами токов в элементах антенны. Главный лепесток ДНА при этом практически не изменяется (Попов А.С., Кузнецова А.С., Баранов В.М. Особенности формирования нулей в диаграммах направленности моноимпульсных антенных решеток. Зарубежная радиоэлектроника, №11/12, 1994, с.20-23).

Наиболее близкий способ эффективен, когда направления на помехи известны заранее (до начала работы РЛС) или могут быть предварительно определены в процессе обзора зоны РЛС (такие неподвижные источники пассивных помех, как местные предметы или неподвижные, предварительно запеленгованные, постановщики активных помех).

Если же угловые координаты источников помех заранее не известны и не могут быть предварительно определены в процессе обзора зоны РЛС (такие естественные и преднамеренные движущиеся источники пассивных помех, как метеообразования, облака дипольных отражателей, области подстилающей поверхности, приводящие к явлению сверхрефракции, а также движущиеся постановщики активных помех), то сформировать ДНА с нулями на такие источники помех в мобильных обзорных РЛС не представляется возможным.

Это объясняется тем, что расчеты амплитудного и фазового распределений токов по элементам ФАР для ДНА с нулями в определенных направлениях требуют чрезвычайно большого объема вычислений и при заранее неизвестном положении источников помех в пространстве они (из-за ограниченных вычислительных ресурсов в мобильных обзорных РЛС) не могут быть проведены в течение времени, выделяемого на расчет и формирование ДНА в процессе обзора зоны РЛС. Увеличение же времени на обзор зоны РЛС приводит к уменьшению частоты обращения к целям, что уменьшает рубежи их сопровождения и, как правило, недопустимо.

Таким образом, при заранее неизвестных угловых координатах источников помех эффективность наиболее близкого способа оказывается низкой.

Решаемой задачей (техническим результатом), таким образом, является увеличение подавления помех от источников с заранее неизвестными угловыми координатами.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты обзорной РЛС с ФАР от помех, включающем формирование нулей в ограниченной области ДНА, согласно изобретению упомянутые нули ДНА формируют при угле места луча РЛС, не превышающем ширину ближайшего к поверхности земли нуля ДНА, при этом формируют по одному нулю ДНА с каждой стороны от главного лепестка ДНА в области ближайших боковых лепестков по углу места.

Суть заявляемого способа заключается в следующем.

Как уже отмечалось, в существующих ФАР в ограниченной области ДНА может быть получен достаточно низкий уровень боковых лепестков - нуль ДНА. При этом ширина нуля определяется точностью, с которой известно направление на источник помехи.

Поскольку основной вклад в принимаемую мощность помеховых сигналов по боковым лепесткам ДНА вносят ближайшие к главному лепестку ДНА боковые лепестки (так как они имеют наибольший уровень), особенно в ДНА с быстроспадающими боковыми лепестками, то для обеспечения наиболее значительного подавления помех в заявляемом способе снижают уровень именно этих боковых лепестков. При этом нули ДНА формируют в областях ближайших боковых лепестков по углу места - по одному нулю с каждой стороны от главного лепестка ДНА (фиг.1, фиг.2, фиг.3), и в процессе обзора зоны РЛС положение нулей относительно главного лепестка ДНА не изменяют. Ширину нулей выбирают исходя из угломестных размеров областей, занимаемых ближайшими боковыми лепестками с каждой стороны от главного лепестка ДНА.

Такое расположение нулей в заявляемом способе ДНА позволяет эффективно уменьшать влияние пассивных и активных помех, принимаемых по боковым лепесткам ДНА, независимо от количества помех и от того движутся источники помех или нет.

Так как при формировании нуля ДНА уровень боковых лепестков вне области сформированного нуля ДНА (в направлениях вблизи его границы) несколько увеличивается (фиг.2, фиг.3), то при подъеме луча РЛС относительно горизонтальной плоскости (плоскости, касательной к поверхности земли в точке стояния РЛС) на угол больший, чем ширина области ближайшего к поверхности земли нуля ДНА (нуля с меньшим углом места), возможно увеличение интенсивности принимаемых с этих направлений помеховых сигналов. В связи с этим в заявляемом способе нули ДНА формируют только при определенных положениях луча РЛС по углу места, а именно: при угле места луча РЛС, не превышающем ширину области ближайшего к поверхности земли нуля ДНА. При большем угле места луча РЛС применяют ДНА без нулей, то есть переходят к ДНА обычного вида (фиг.1).

Таким образом, в заявляемом способе достигается увеличение подавления помех от источников с заранее неизвестными координатами, то есть достигается заявляемый технический результат. При этом, поскольку главный луч ДНА практически не претерпевает изменений, характеристики РЛС по точности измерения координат целей, разрешающей способности по угловым координатам, дальности обнаружения целей не ухудшаются.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

Фиг.1 - положение ДНА с нулями (пониженным уровнем боковых лепестков) и обычной ДНА при обзоре зоны РЛС по углу места.

Фиг.2 - ДНА с нулем (пониженным уровнем боковых лепестков) в области по углу места ±18° от направления луча.

Фиг.3 - ДНА с нулем (пониженным уровнем боковых лепестков) в области по углу места ±30° от направления луча.

Фиг.4 - амплитудные распределения токов по элементам линейки ФАР с одномерным электронным сканированием по углу места для обычной ДНА (пунктирная линия) и ДНА с нулем (сплошная линия) в области по углу места ±18° от направления главного лепестка.

Фиг.5 - амплитудные распределения токов по элементам линейки ФАР с одномерным электронным сканированием по углу места для обычной ДНА (пунктирная линия) и ДНА с нулем (сплошная линия) в области по углу места ±30° от направления главного лепестка.

Фиг.6 - функциональная схема радиолокационной станции, реализующей заявляемый способ защиты обзорной радиолокационной станции от пассивных помех.

Обзорная РЛС, реализующая заявляемый способ, содержит (фиг.6) антенну 1, последовательно соединенные передатчик 2, антенный переключатель 3, приемник 4 и вычислитель 5, выход которого соединен со входом устройства управления ДНА 6, синхронизатор 7, при этом сигнальный вход/выход антенны 1 соединен со входом/выходом антенного переключателя 3, а координатный ее выход - со вторым входом вычислителя 5, четыре выхода синхронизатора 7 соединены соответственно с синхровходами передатчика 2, приемника 4, вычислителя 5 и устройства управления ДНА 6.

Указанная РЛС может быть выполнена на следующих функциональных элементах.

Антенна 1 - ФАР с одномерным электронным сканированием по углу места и механическим вращением по азимуту с быстроспадающими боковыми лепестками по углу места (Справочник по радиолокации. Под ред. М.Сколника. т.2. - М.: Сов. радио, 1977, с.138). Формирование нулей ДНА осуществляют применением амплитудного распределения токов по элементам апертуры ФАР вида, приведенного на фиг.4 при формировании нулей в области ±18°, и на фиг.5 - при формировании нулей в области ±30° относительного положения главного лепестка ДНА по углу места. При этом, как следует из указанных рисунков, главный лепесток ДНА практически не изменяется.

Передатчик 2 - многокаскадный импульсный передатчик на клистроне (A.M. Педак и др. Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина. Военное издательство, 1967, с.278-279, рис.7.2).

Антенный переключатель 3 - балансный антенный переключатель на базе циркулятора (A.M.Педак и др. Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина. Военное издательство, 1967, с.166-168).

Приемник 4 - супергетеродинный приемник (A.M.Педак и др. Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред. В.В.Дружинина. Военное издательство, 1967, с.343-344, рис.8.1).

Вычислитель 5 - цифровой вычислитель (Интегральные микросхемы. Справочник под ред. Т.В.Тарабрина, - М.: Радио и связь, 1984).

Устройство управления ДНА 6 - цифровой вычислитель, реализующий расчет амплитудного распределения токов по элементам апертуры ФАР (Справочник по радиолокации. Под ред. М.Сколника, т.2. - М.: Сов. радио, 1977, с.141-143).

Синхронизатор 7 - выполнен на основе задающего генератора и последовательно соединенной с ним цепочки делителей частоты (Радиолокационные устройства (теория и принципы построения). Под ред. В.В.Григорина-Рябова. - М.: Сов. радио, 1970, с.602-603).

Рассмотрим работу обзорной РЛС (фиг.6), реализующей заявляемый способ защиты РЛС от помех.

По команде от синхронизатора 7 в передатчике 2 формируется высокочастотный зондирующий сигнал, который через антенный переключатель 3 подается в антенну 1 и излучается. Отраженный сигнал, принимаемый антенной 1, через антенный переключатель 3 поступает в приемник 4, преобразуется на видеочастоту и подается на первый вход вычислителя 5. Угловые координаты луча с координатного выхода антенны 1 поступают на второй вход вычислителя 5. В вычислителе 5 вычисляются координаты обнаруженных целей, а также, с учетом заданной программы обзора зоны РЛС, определяется положение луча РЛС антенны для следующего излучения зондирующего сигнала. Соответствующие координаты луча РЛС поступают в устройство управления ДНА 6, где производится расчет амплитудного распределения токов по элементам апертуры ФАР, и в зависимости от положения луча РЛС по углу места формируется луч РЛС с нулями ДНА по углу места или без нулей, то есть в виде ДНА обычного вида. При этом если координата угол места луча РЛС не превосходит ширину ближайшего к поверхности земли нуля ДНА, то в устройстве управления ДНА 6 амплитудное распределение токов по элементам апертуры ФАР рассчитывается для ДНА с нулями (в соответствии с графиками на фиг.4 или фиг.5, изображенными сплошными линиями). Если же координата угол места луча РЛС превышает ширину ближайшего к поверхности земли нуля ДНА, то в устройстве управления ДНА 6 амплитудное распределение токов по элементам апертуры ФАР рассчитывается для ДНА обычного вида, то есть без нулей (графики на фиг.4 или фиг.5, изображенные пунктирными линиями).

Рассчитанные амплитуды токов элементов ФАР по команде от синхронизатора 7 распределяются по элементам апертуры антенны 1 и луч антенны устанавливается в заданном направлении зоны обзора РЛС.

Описанный процесс повторяется для каждого положения луча зоны обзора РЛС.

В процессе обзора зоны РЛС при угле места луча, не превышающем ширину ближайшего к поверхности земли нуля ДНА, земная поверхность облучается сигналом РЛС с низким уровнем ДНА (областью ближнего к земной поверхности нуля ДНА). Отраженные сигналы принимаются этим же уровнем ДНА. Поэтому воздействие помех в виде сигналов, отраженных от земной поверхности, значительно снижается. При большем угле места луча РЛС применяется обычная ДНА (без нулей), но поскольку при таких углах места уровень области обычной ДНА, с которой облучается земная поверхность, невелик (ниже уровня ближайших боковых лепестков), то и в этом случае воздействие таких помех значительно снижается.

Воздействие помех в виде радиолокационных сигналов, отраженных от метеообразований, облаков дипольных, аэрозольных и других отражателей, а также активных помех в зависимости от амплитудного распределения токов по элементам апертуры ФАР (фиг.4, фиг.5), также значительно снижается в достаточно большом интервале по углу места за счет нулей ДНА (в РЛС, реализующей заявляемый способ, указанный интервал равен соответственно 36° и 60°).

Таким образом, в заявляемом устройстве обеспечивается увеличение подавления помех от источников с заранее неизвестными координатами, то есть достигается заявляемый технический результат.

Способ защиты обзорной радиолокационной станции (РЛС) с фазированной антенной решеткой от помех, включающий формирование нулей в ограниченной области диаграммы направленности антенны (ДНА), отличающийся тем, что упомянутые нули ДНА формируют при угле места луча РЛС, не превышающем ширину ближайшего к поверхности земли нуля ДНА, при этом формируют по одному нулю ДНА с каждой стороны от главного лепестка ДНА в области ближайших боковых лепестков по углу места.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для подавления, в частности, смеси пассивных помех и шумовых импульсных помех при обнаружении сигналов в импульсных радиолокационных станциях.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в адаптивных системах селекции движущихся целей (СДЦ) когерентно-импульсных радиолокационных станций (РЛС).

Изобретение относится к радиолокации. .

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для подавления помех при обнаружении сигналов в импульсных радиолокационных станциях. .

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обнаружения сигналов на фоне помех, имеющих неизвестную мощность. .

Изобретение относится к области обработки сигналов, может иметь применение в радио- или акустической локации (активной и пассивной), дефектоскопии, связи, навигационной и звуковой технике.

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне комбинированных помех - активных излучений и пассивных отражений

Изобретение относится к области радиолокационной техники и предназначено для индивидуальной защиты радиолокационных комплексов обнаружения воздушных целей и управления оружием класса «земля-воздух» в условиях применения противником разведывательно-ударных комплексов (РУК) типа PLSS (Precision Location Strike System, далее по тексту ПЛСС) с разностно-дальномерной системой радиотехнической разведки (РТР) и командной системой наведения управляемого оружия по данным разведки

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может использоваться для проведения адаптивной компенсации воздействующих по боковым лепесткам диаграммы направленности суммарного и разностных каналов моноимпульсного амплитудного суммарно-разностного пеленгатора естественных и преднамеренных помех при стабилизации параметров (исключении смещения нулей и изменении крутизны) его пеленгационной характеристики

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может использоваться для проведения адаптивной компенсации воздействующих по боковым лепесткам диаграммы направленности (ДН) суммарного и разностных каналов моноимпульсного амплитудного суммарно-разностного пеленгатора естественных и преднамеренных помех при стабилизации параметров (исключении смещения нулей и изменении крутизны) его пеленгационной характеристики и наличии ошибок калибровки приемных каналов (ПК)

Изобретение относится к области цифровых систем приема и обработки сигналов и предназначено для уменьшения влияния аддитивных случайных импульсных помех

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных помех известной структуры. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение защищенности РЛС от импульсных помех известной структуры большой мощности. Обнаружение отраженного от цели сигнала осуществляется путем фильтрации принимаемого сигнала, согласованной с зондирующим сигналом, с последующим выделением огибающей и сравнением ее с порогом обнаружения. Порог обнаружения устанавливают в соответствии с уровнем помехи, измеренным с помощью фильтрации принимаемого сигнала, согласованной с импульсной помехой, с учетом ослабления помехи при ее фильтрации, согласованной с зондирующим сигналом. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат изобретения - обеспечение защиты радиолокационной станции в зоне "местных" предметов от эхосигналов "ангелов" произвольной амплитуды, а также увеличение вероятности обнаружения малозаметных и малоразмерных целей, что достигается введением в прототип, содержащий последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, согласованный фильтр, режекторный фильтр по "местным" предметам, амплитудный детектор, некогерентный накопитель и устройство обнаружения эхосигналов, а также индикатор кругового обзора, первого клапана и селектора "ангелов", состоящего из второго и третьего клапанов, устройства быстрого преобразования Фурье, устройства грубого определения частоты Доплера, устройства формирования частот настроек режекторных фильтров, доплеровского фильтра, устройства определения номера режекторного фильтра, устройства определения частоты Доплера и порогового устройства, с соответствующими связями. 3 ил.

Изобретение относится к системам, использующим отражение или вторичное излучение радиоволн. Достигаемый технический результат заявляемого изобретения - компенсация доплеровского эффекта и, следовательно, повышение разрешающей способности радарных систем и повышение помехоустойчивости канала связи в средствах связи. Технический результат заявляемого способа достигается тем, что производят излучение импульсных фазокодоманипулированных сигналов с изменением кода фазовой манипуляции от периода к периоду зондирования, выполняют прием отраженных сигналов и их обработку, при этом в каждом периоде зондирования излучают один из двух, согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов, у которых амплитуды боковых лепестков автокорреляционных функций равны по модулю, но имеют противоположные знаки, а основные пики автокорреляционных функций равны. При приеме отраженных сигналов производят их сжатие отдельно для каждого периода зондирования, суммируют результаты сжатия отраженных сигналов с задержкой всех предшествующих результатов сжатия относительно последнего в соответствии с временным положением согласованных друг с другом фазокодоманипулированных сигналов, при этом для получения суммарной автокорреляционной функции используют два или более результата сжатия, умноженных на весовые коэффициенты, в качестве которых используют элементы треугольника Паскаля. 3 ил.
Наверх