Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов



Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов
Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов

 


Владельцы патента RU 2477495:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "КОРПОРАЦИЯ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ "КОМЕТА" (RU)

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при калибровке радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Предлагаемый способ включает запуск на орбиту вокруг Земли отражателя с известной величиной ЭПР, облучение отражателя сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов. При этом в качестве эталона ЭПР на орбиту ИСЗ транспортируют уголковый отражатель (УО) из двух плоских радиоотражающих полудисков, развернутых под углом в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°. До запуска УО помещают в направляющий контейнер, совмещая продольную ось контейнера с биссектрисой угла между гранями УО. Контейнер устанавливают на борту космического аппарата (КА). КА ориентируют так, что продольная ось контейнера направлена вдоль линии визирования РЛС. УО отделяют от КА по линии визирования РЛС так, что основной лепесток индикатрисы рассеяния УО направлен на РЛС, а его максимум совпадает с линией визирования РЛС. Кроме того, осуществляют закрутку УО вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между его гранями. Достигаемый технический результат - повышение точности калибровки РЛС за счет исключения ошибки, вызванной отклонением максимума ЭПР эталонного отражателя от линии визирования РЛС. 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при калибровке радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) при проведении динамических измерений ЭПР исследуемых объектов.

Известен способ калибровки радиолокационной станции, который заключается в следующем. Запускают искусственный спутник Земли (ИСЗ) сферической формы, облучают его сигналами калибруемой РЛС, принимают и измеряют амплитуды отраженных от ИСЗ сигналов, которые используют как соответствующие эталонному значению ЭПР отражателя, [1], стр.204-213.

Недостатком данного способа является невозможность его использования для калибровки по величине ЭПР радиолокаторов, работающих на волнах круговой поляризации при параллельном приеме отраженных сигналов, так как для таких радиолокаторов отражатель сферической формы невидим, [3], стр.103. Другим недостатком способа с использованием сферического отражателя как эталона ЭПР, для РЛС, работающих на волнах горизонтальной, вертикальной, а также круговой поляризации при ортогональном приеме отраженных сигналов, является малая ЭПР сферы, [3], стр.235. Кроме того, изготовить сферу больших размеров с высокой точностью чрезвычайно сложно, а вывести на орбиту почти невозможно, [4], стр.51.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ, в котором в качестве эталонного рассеивателя используется прямой круговой цилиндр, [1], стр.206-213. Такой цилиндр выводится на околоземную орбиту и ему задается «кувыркательное» движение таким образом, чтобы его продольная ось 1 была ориентирована перпендикулярно линии визирования 2 радиолокационной станции 3 (см. фиг.1). Облучают цилиндр сигналами калибруемой РЛС, принимают отраженные сигналы и проводят измерения амплитуд отраженных сигналов при ориентации прямого кругового цилиндра вблизи от этого направления (см. фиг.1), которые могут позволить уточнить калибровку радиолокационной станции, [1], стр.206-213. Однако такой способ имеет невысокую точность, так как в направлении, нормальном оси цилиндра, прямой круговой цилиндр обладает узким лепестком индикатрисы рассеяния, [1], стр.19-20, [3], стр.235. При этом сектор углов, используемый для калибровки РЛС по величине ЭПР, вблизи максимума лепестка индикатрисы рассеяния прямого кругового цилиндра в этом направлении еще более узкий. Любое незначительное отклонение оси прямого кругового цилиндра от нормального по отношению к линии визирования РЛС направления влечет за собой уменьшение мощности и, соответственно, амплитуды сигналов, отраженных от прямого кругового цилиндра, что приводит к ошибкам калибровки РЛС по величине ЭПР. Так, ошибка ориентации направления, нормального оси прямого кругового цилиндра диаметром 1,2 м и длиной 3 м относительно линии визирования РЛС на 1,5 градуса в дециметровом диапазоне работы РЛС, приводит к ошибкам калибровки РЛС по величине ЭПР на 5 дБ, [1], стр.211. С уменьшением длины волны РЛС (в сантиметровом диапазоне при тех же размерах цилиндра) ширина основного лепестка индикатрисы рассеяния в направлении, перпендикулярном оси прямого кругового цилиндра, значительно сужается, [1], стр.223. И, следовательно, ошибка ориентации продольной оси прямого кругового цилиндра в направлении, перпендикулярном линии визирования РЛС, приводит к еще более значительным ошибкам калибровки РЛС по величине ЭПР.

При этом сам сеанс калибровки очень непродолжителен. Например, при периоде «кувыркания» прямого кругового цилиндра 10 минут (600 секунд), [1], стр.213, время, в течение которого можно проводить сеанс калибровки, т.е. вблизи направления ориентации оси цилиндра перпендикулярно направлению на калибруемую РЛС, в дециметровом диапазоне длин волн составит менее двух секунд, а в сантиметровом - менее одной секунды. Такой временной интервал сеанса калибровки не позволяет осуществить достаточное количество единичных измерений отраженного сигнала от уголкового отражателя для проведения статистической обработки результатов измерений, что также снижает точность калибровки РЛС по величине ЭПР.

Кроме того, использовать прямой круговой цилиндр в качестве эталона не всегда возможно, так как такой эталон имеет значительные размеры и вес, [4], стр.37, что не позволяет осуществлять его транспортировку на околоземную орбиту попутными запусками, [1], стр.211.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности калибровки РЛС по величине ЭПР за счет исключения ошибки, вызванной отклонением максимума ЭПР эталонного отражателя от линии визирования РЛС.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе калибровки РЛС по величине ЭПР при проведении динамических измерений ЭПР исследуемых объектов, включающем в себя: запуск отражателя с известной величиной ЭПР на орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ), облучение отражателя сигналами калибруемой РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов от отражателя, находящегося в дальней зоне антенны РЛС, - новым является то, что для калибровки РЛС по величине ЭПР, на орбиту ИСЗ транспортируют в качестве эталона ЭПР уголковый отражатель 4, выполненный в виде двух граней из плоских радиоотражающих полудисков 5 и 6, развернутых под фиксированным углом, значения которого лежат в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°, где Δ - определяется из соотношения:

0<Δ<18λ/a,

λ - длина волны калибруемой РЛС;

a - радиус полудиска грани уголкового отражателя,

(см. фиг.2).

Предварительно, до запуска на орбиту ИСЗ уголковый отражатель 4 помещают в направляющий цилиндрический контейнер 8 так, что продольная ось контейнера 9 совпадает с биссектрисой угла 7 между гранями УО в плоскости, перпендикулярной середине ребра УО (см. фиг.3). После чего, направляющий цилиндрический контейнер 8 с уголковым отражателем устанавливают на борту космического аппарата 10. В память бортовой вычислительной машины космического аппарата вводят данные о координатах калибруемой РЛС в геодезической системе координат. Наряду с этим, в память бортовой вычислительной машины вводят данные о координатах установки и пространственной ориентации (положении) продольной оси направляющего контейнера в связанной системе координат КА, а также данные о направлении отделения УО (вектор скорости) от КА. С помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортовой вычислительной машины производят определение положения центра масс космического аппарата относительно местоположения калибруемой РЛС. Затем производят расчет и определяют пространственное положение продольной оси направляющего контейнера относительно линии визирования калибруемой РЛС на текущий момент времени. По расчетным данным бортовой вычислительной машины при помощи системы ориентации космического аппарата осуществляют совмещение продольной оси 9 направляющего контейнера 8 с линией визирования 2 калибруемой РЛС 3 (см. фиг.4). При их совмещении по сигналу, вырабатываемому бортовой вычислительной машиной, уголковый отражатель 4 отделяют от космического аппарата 10 по линии визирования 2 в направлении РЛС 11 или в противоположном от РЛС направлении 12 так, что основной лепесток индикатрисы рассеяния УО 14 направлен на калибруемую РЛС (см. фиг.4). При этом максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния 20 УО 4 совпадает с линией визирования 2 калибруемой РЛС 4 с предельно допустимым значением отклонения угла между максимумом основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя и линией визирования РЛС в диапазоне от -10° до +10° и осуществляют закрутку (вращение) УО вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла 7 между гранями уголкового отражателя 4 в плоскости, перпендикулярной середине ребра УО (см. фиг.5, фиг.6).

Кроме того, отделение и закрутку уголкового отражателя производят одновременно.

Кроме того, закрутку уголкового отражателя производят до его отделения от космического аппарата.

Кроме того, частоту закрутки (вращения) ω уголкового отражателя задают в соответствии с условием:

ω>12Fрлсπa/λ,

где Fрлс - частота следования импульсов излучения передатчика калибруемой РЛС;

a - радиус полудиска грани уголкового отражателя;

λ - длина волны калибруемой РЛС.

Кроме того, перед сеансом измерений или во время его проведения проводят калибровку приемников РЛС с помощью калиброванных генераторов, подключаемых к высокочастотному входу приемников РЛС, регистрируют зависимость значений амплитуд сигнала на выходе приемников РЛС от относительного значения мощности (отношения сигнал/шум) сигнала на входе приемников РЛС и получают калибровочный график.

Кроме того, измеренные амплитуды отраженных сигналов от уголкового отражателя регистрируют, а затем по калибровочному графику зависимости значений амплитуд сигнала на выходе приемников РЛС от относительного значения мощности (отношения сигнал/шум) на входе приемников РЛС пересчитывают в значения относительной мощности (отношения сигнал/шум) отраженных от уголкового отражателя сигналов.

Кроме того, с помощью калибруемой РЛС измеряют наклонную дальность до уголкового отражателя.

Кроме того, значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов пересчитывают (приводят) к фиксированной дальности, например 100 км, по формуле:

Pi=Bi+40LogRi/100,

где Bi - единичное измеренное значение относительной мощности отраженного сигнала от уголкового отражателя;

Ri - единичное измеренное калибруемой РЛС значение наклонной дальности до уголкового отражателя, соответствующее данному Bi.

Кроме того, осуществляют калибровку РЛС по величине эффективной поверхности рассеяния (выполняют сеанс измерений) на интервале времени ΔT:

ΔT=t2-t1,

где t1 - время начала сеанса измерений (калибровки РЛС);

t2 - время окончания сеанса измерений (калибровки РЛС);

а ΔT может принимать значения в диапазоне от 10 до 600 секунд.

Кроме того, приведенные к фиксированной дальности единичные значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов усредняют по формуле:

,

где n - число результатов единичных измерений на интервале времени ΔT.

Кроме того, усредненное значение Pcp используют как значение относительной мощности отраженных сигналов, соответствующее эталонному значению эффективной поверхности рассеяния уголкового отражателя.

Кроме того, закрутку (вращение) уголкового отражателя 4 осуществляют либо «по часовой стрелке» 15, либо «против часовой стрелки» 16 (см. фиг.5, фиг.6), относительно направления отделения уголкового отражателя.

Кроме того, направляющий контейнер 8 с уголковым отражателем 4 отделяют от космического аппарата 10 в направлении РЛС 11 или в противоположном от РЛС направлении 12 так, чтобы продольная ось контейнера была направлена вдоль линии визирования 2 калибруемой РЛС (см. фиг.7).

Кроме того, осуществляют закрутку направляющего контейнера 8 с уголковым отражателем 4 вокруг продольной оси контейнера 9 либо «по часовой стрелке» 17, либо «против часовой стрелки» 18 (см. фиг.8).

Кроме того, уголковый отражатель 4 выталкивают (отстреливают) из вращающегося контейнера 8 в направлении РЛС 19 так, что основной лепесток индикатрисы рассеяния уголкового отражателя направлен на калибруемую РЛС (см. фиг.9, фиг.7), а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя совпадает с линией визирования калибруемой РЛС с предельно допустимым значением отклонения угла между максимумом основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя и линией визирования РЛС в диапазоне от -10° до +10°.

Кроме того, задают круговую частоту закрутки ω (вращения) контейнера с уголковым отражателем в соответствии с условием:

ω>12Fрлсπa/λ,

где Fрлс - частота следования импульсов излучения передатчика калибруемой РЛС;

a - радиус полудиска грани уголкового отражателя;

λ - длина волны калибруемой РЛС.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг.2 - фиг.16.

На фиг.2 представлен уголковый отражатель 4 в виде двух граней из плоских радиоотражающих полудисков 5 и 6 радиусом a. На фиг.3 - направляющий цилиндрический контейнер 8 с УО 4, причем продольная ось контейнера 9 совмещена с биссектрисой угла 7 между гранями УО в плоскости, перпендикулярной середине ребра УО 4. На фиг.4 представлены варианты отделения УО 4 от КА 10, где 9 - продольная ось направляющего цилиндрического контейнера 8, 2 - линия визирования калибруемой РЛС, 11 - отделение УО в направлении РЛС, 12 - отделение УО в противоположном от РЛС направлении, 14 - основной лепесток индикатрисы рассеяния вращающегося УО 4, 20 - максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния вращающегося УО 4. На фиг.5, фиг.6 - варианты закрутки УО 4. На фиг.7 представлены варианты отделения вращающегося направляющего цилиндрического контейнера 8 в направлении РЛС 11 или в противоположном от РЛС направлении 12, где 4 - уголковый отражатель, 2 - линия визирования РЛС, 14 - основной лепесток индикатрисы рассеяния вращающегося УО 4, 20 - максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния вращающегося УО 4. На фиг.8 представлены варианты закрутки направляющего цилиндрического контейнера. На фиг.9 показано выталкивание (отстрел) УО 4 (при сохранении вращения УО) из вращающегося направляющего цилиндрического контейнера 8 в направлении РЛС 19. На фиг.10 показано предельно допустимое отклонение максимума основного лепестка индикатрисы рассеяния 20 вращающегося УО 4 от линии визирования 2 калибруемой РЛС 4 (от -10° до +10°). На фиг.11 представлен калибровочный график зависимости значений амплитуд сигнала Ai на выходе приемников РЛС от относительного значения мощности Bi сигнала на входе приемников РЛС. На фиг.12 представлена схема проведения сеанса измерений (калибровки РЛС), где 2 - линия визирования калибруемой РЛС 3, 20 - максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния 20 вращающегося УО 4, позиция 21 - положение УО 4 в момент времени, соответствующий началу сеанса измерений (калибровки РЛС), а позиция 22 - положение УО 4, соответствующее моменту времени окончания сеанса измерений (калибровки РЛС). На фиг.13 приведен уголковый отражатель, выполненный в виде двух граней из плоских радиоотражающих полудисков, развернутых под фиксированным углом в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°, где Δ определяется из соотношения:

0<Δ<18λ/a,

λ - длина волны калибруемой РЛС;

a - радиус полудиска грани уголкового отражателя,

вращающийся вокруг биссектрисы угла между гранями УО в плоскости, перпендикулярной середине ребра УО. На фиг.14 представлены сечения плоскостями XOY и XOZ основного лепестка пространственной индикатрисы рассеяния уголкового отражателя, изображенного на фиг.13. Для сравнения представлены: на фиг.15 уголковый отражатель, выполненный в виде двух граней из плоских радиоотражающих полудисков с прямым углом между гранями в статическом состоянии (неподвижный); на фиг.16 сечения плоскостями XOY и XOZ основного лепестка пространственной индикатрисы рассеяния статического (неподвижного) уголкового отражателя, выполненного в виде двух граней из плоских радиоотражающих полудисков с прямым углом между гранями.

Предложенный способ реализуется следующим образом.

На борту КА 10 размещают установленный в контейнере 8 уголковый отражатель 4 (см. фиг.4). В память бортовой вычислительной машины космического аппарата вводят данные о координатах калибруемой РЛС в геодезической системе координат. Кроме того, в память бортовой вычислительной машины вводят данные о координатах установки и пространственной ориентации (положения) продольной оси направляющего контейнера 8 в связанной системе координат космического аппарата, а также данные о направлении отделения (векторе скорости 11 или 12) уголкового отражателя 4 от космического аппарата 10 (см. фиг.4). С использованием приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортовой вычислительной машины производят определение положения центра масс космического аппарата относительно местоположения калибруемой РЛС. С помощью бортовой вычислительной машины КА производят расчет и определяют пространственное положение продольной оси направляющего контейнера относительно линии визирования калибруемой РЛС на текущий момент времени. По расчетным данным бортовой вычислительной машины при помощи системы ориентации космического аппарата осуществляют совмещение продольной оси 9 направляющего контейнера 8 с линией визирования 2 калибруемой РЛС. При их совмещении по сигналу, формируемому бортовой вычислительной машиной космического аппарата, уголковый отражатель 4 отделяют от космического аппарата 10 по линии визирования 2 в направлении РЛС 11 или в противоположном от РЛС направлении 12. Отделение УО производят так, что основной лепесток индикатрисы рассеяния 14 уголкового отражателя 4 направлен на калибруемую РЛС (см. фиг.4), а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния 20 уголкового отражателя 4 совпадает с линией визирования 2 калибруемой РЛС 4 с предельно допустимым значением отклонения угла между максимумом основного лепестка индикатрисы рассеяния УО и линией визирования РЛС в диапазоне от -10° до +10° (см. фиг.10). Дополнительно уголковому отражателю 4 придается вращательное движение вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла 7 между гранями уголкового отражателя в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя (см. фиг.5, фиг.6). Вращение (закрутка) УО может осуществляться либо в направлении движения по «часовой стрелки» 15, либо против «часовой стрелки» 16 (см. фиг.5, фиг.6).

Перед сеансом измерений или во время его проведения проводят калибровку приемников РЛС одним из известных методов калибровки радиотехнических устройств, [1], стр.194; [5], с помощью калиброванных генераторов, подключаемых к высокочастотному входу приемников РЛС [2]. Регистрируют зависимость значений амплитуд сигнала на выходе приемников РЛС от относительного значения мощности сигнала на входе приемников РЛС и получают калибровочный график (см. фиг.11). Сеанс измерений (калибровки РЛС) начинают после того, как КА и УО разойдутся на расстояние, большее разрешающей способности по дальности калибруемой РЛС. Облучают УО сигналами калибруемой РЛС, принимают отраженные сигналы от УО, а также регистрируют амплитуды отраженных сигналов от УО и измеряют их на интервале времени ΔT:

ΔT=t2-t1,

где t1 - время начала сеанса измерений (калибровки РЛС);

t2 - время окончания сеанса измерений (калибровки РЛС).

Причем ΔT может принимать значения в диапазоне от 10 до 600 секунд (позиция 21 представляет положение УО в момент времени t1, а позиция 22 представляет положение УО в более позднее временя t2) (см. фиг.12). Затем по калибровочному графику зависимости значений амплитуд сигнала на выходе приемников РЛС от относительного значения мощности сигнала на входе приемников РЛС пересчитывают в значения относительной мощности (отношения сигнал/шум) отраженных сигналов от УО с помощью известных формул интерполяции, [6], стр.14-19. С помощью калибруемой РЛС измеряют наклонную дальность до УО. Значения относительной мощности отраженного сигнала от УО пересчитывают (приводят) к фиксированной дальности, например 100 км, по формуле:

Pi=Bi+40LogRi/100,

где Bi - единичное измеренное значение относительной мощности отраженного сигнала;

Ri - единичное измеренное значение дальности калибруемой РЛС до отражателя, соответствующее данному Bi.

«Приведенные» к фиксированной дальности значения относительной мощности отраженных сигналов от уголкового отражателя усредняют по формуле:

,

где n - число результатов единичных измерений на интервале времени ΔT. Полученное усредненное значение Pcp используют при измерениях ЭПР баллистических и космических объектов как значение относительной мощности отраженных сигналов, соответствующее эталонному значению ЭПР уголкового отражателя.

Использование уголкового отражателя, выполненного в виде двух граней из плоских радиоотражающих полудисков, и установление значений угла между гранями в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)° позволяют достичь «уплощения» формы основного лепестка индикатрисы рассеяния УО в горизонтальной плоскости. Тем самым сектор углов индикатрисы рассеяния УО в горизонтальной плоскости, в котором его ЭПР практически не меняется, достигает ±10°, [3], стр.150, рис.4.7, кривые 2, 3.

При этом Δ определяется из соотношения:

0<Δ<18λ/a,

где λ - длина волны калибруемой РЛС;

a - радиус полудиска грани уголкового отражателя.

Использование вращающегося уголкового отражателя вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между гранями УО в плоскости, перпендикулярной середине ребра УО, позволяет сохранить ориентацию основного лепестка индикатрисы рассеяния и обеспечить постоянное значение ЭПР уголкового отражателя в направлении РЛС в течение всего сеанса измерений (сеанса калибровки РЛС по величине ЭПР).

Применение закрутки уголкового отражателя 4 с круговой частотой

ω>12Fрлсπa/λ,

где Fрлс - частота следования импульсов излучения передатчика калибруемой РЛС;

a - радиус полудиска грани уголкового отражателя;

λ - длина волны калибруемой РЛС,

позволяет получить эффективный отражатель с относительно широкой индикатрисой рассеяния 18, не менее 30° на уровне - 3 дБ (при условии 2πa/λ>>1 и «уплощенной» формой основного лепестка индикатрисы рассеяния в двух плоскостях - вертикальной и горизонтальной (см. фиг.13, 14). Причем ширина основного лепестка индикатрисы рассеяния вращающегося уголкового отражателя вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между гранями в плоскости, перпендикулярной середине ребра УО в вертикальной и горизонтальной плоскостях, - одинакова и при этом равна ширине основного лепестка индикатрисы рассеяния статического (неподвижного) уголкового отражателя в горизонтальной плоскости 24 (см. фиг.15, 16). Тем самым сектор углов основного лепестка индикатрисы рассеяния УО, в котором его ЭПР практически не меняется и в вертикальной, и в горизонтальной плоскостях, достигает 20° (±10°) (см. фиг.14), что позволяет значительно увеличить интервал времени сеанса калибровки.

Проведение пересчета значений относительной мощности к стандартной дальности позволяет исключить зависимость выполняемых измерений от изменения расстояния между РЛС и УО в течение сеанса измерений (сеанса калибровки РЛС по величине ЭПР).

Полученное в результате статистической обработки единичных измерений Pcp существенно точнее единичного значения Pi, а именно: случайные погрешности уменьшатся в раз, где n - число результатов единичных измерений на интервале времени ΔT.

Малый объем, занимаемый контейнером с уголковым отражателем, при калибровке РЛС в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн позволяет установить их на КА требуемое количество и проводить калибровку РЛС по мере необходимости (см. фиг.4, 7).

Из вышеизложенного следует, что предложенные технические решения имеют преимущества по сравнению с известными способами калибровки РЛС, а именно, позволяют повысить точность калибровки РЛС по величине ЭПР при проведении динамических измерений ЭПР баллистических и космических объектов.

По материалам заявки на предприятии было проведено моделирование процессов калибровки РЛС при проведении динамических измерений ЭПР, подтвердившее достижение вышеназванного технического результата.

Источники информации

1. Е.Н.Майзельс, В.А.Торгованов, под редакцией М.А.Колосова, Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей, М.: Советское радио, 1972 г., стр.19-20, стр.144-145, стр.178-179, стр.193-194, стр.204-213.

2. Олин (I.D.Olin), Динамические измерения радиолокационных поперечных сечений, ТИИЭР, 1965, т.53, №8.

3. В.О.Кобак, под редакцией О.Н.Леонтьевского, Радиолокационные отражатели, М.: Советское радио, 1975 г., стр.103, 144, 146, 150, 152, 235.

4. А.И.Леонов, С.А.Леонов, Ф.В.Нагулинко и др., под редакцией А.И. Леонова, Испытания РЛС, М.: Радио и связь, 1990 г., стр.37, стр.51.

5. Проверка радиоизмерительных приборов. Сборник инструкций, издание официальное. Стандартгиз, 1961.

6. Н.Джонсон, Ф.Лион, Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных, M.: Мир, 1980 г., стр.14-19.

7. М.Сколник, под редакцией Я.С.Ицхоки, Справочник по радиолокации, T.1, М.: Советское радио, 1976 г., стр.356-397.

1. Способ калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния при проведении динамических измерений эффективной поверхности рассеяния исследуемых объектов, согласно которому на орбиту вокруг Земли запускают отражатель с известной величиной эффективной поверхности рассеяния, облучают его сигналами калибруемой радиолокационной станции, принимают отраженные сигналы от отражателя, находящегося в дальней зоне антенны радиолокационной станции, измеряют амплитуды отраженных от отражателя сигналов, отличающийся тем, что на орбиту вокруг Земли на борту космического аппарата транспортируют в качестве эталона эффективной поверхности рассеяния уголковый отражатель, выполненный в виде двух граней из плоских радиоотражающих полудисков, развернутых под фиксированным углом в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°, где Δ определяется из соотношения:
0<Δ<18λ/а,
λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции,
а - радиус полудиска грани уголкового отражателя,
предварительно, до запуска на орбиту вокруг Земли уголковый отражатель помещают в направляющий цилиндрический контейнер так, что продольная ось контейнера совпадает с биссектрисой угла между гранями уголкового отражателя в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя, направляющий контейнер устанавливают на борту космического аппарата, в память бортовой вычислительной машины космического аппарата вводят данные о координатах калибруемой радиолокационной станции в геодезической системе координат, а также вводят данные о координатах установки и пространственной ориентации продольной оси направляющего контейнера в связанной системе координат космического аппарата, а также данные о направлении отделения, представляющем собой вектор скорости уголкового отражателя, в процессе полета с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортовой вычислительной машины производят определение положения центра масс космического аппарата относительно местоположения калибруемой радиолокационной станции, затем производят расчет и определяют пространственное положение продольной оси направляющего контейнера относительно линии визирования калибруемой радиолокационной станции на текущий момент времени, по расчетным данным бортовой вычислительной машины системой ориентации космического аппарата осуществляют совмещение продольной оси направляющего контейнера с линией визирования калибруемой радиолокационной станции и при их совмещении по сигналу, вырабатываемому бортовой вычислительной машиной, уголковый отражатель отделяют от космического аппарата по линии визирования в направлении радиолокационной станции или в противоположном от радиолокационной станции направлении так, что основной лепесток индикатрисы рассеяния уголкового отражателя направлен на калибруемую радиолокационную станцию, а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя совпадает с линией визирования калибруемой радиолокационной станции с предельно допустимым отклонением от линии визирования радиолокационной станции в диапазоне от -10° до +10° и осуществляют закрутку или вращение уголкового отражателя вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между гранями уголкового отражателя в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя, перед сеансом калибровки радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния или во время его проведения проводят калибровку приемников радиолокационной станции с помощью калиброванных генераторов, подключаемых к высокочастотному входу приемников радиолокационной станции, регистрируют зависимость значений амплитуд сигнала на выходе приемников радиолокационной станции от относительного значения мощности сигнала, представляющего собой отношение сигнал/шум на входе приемников радиолокационной станции, и получают калибровочный график, осуществляют калибровку радиолокационной станции по величине эффективной поверхности рассеяния, а именно выполняют сеанс калибровки на интервале времени ΔТ:
ΔT=t2-t1,
где t1 - время начала сеанса калибровки,
t2 - время окончания сеанса калибровки,
ΔТ принимает значения в диапазоне от 10 до 600 с,
при этом измеренные амплитуды отраженных сигналов от уголкового отражателя регистрируют, а потом по калибровочному графику зависимости значений амплитуд сигнала на выходе приемников радиолокационной станции от относительного значения мощности на входе приемников радиолокационной станции пересчитывают в значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделение и закрутку или вращение уголкового отражателя производят одновременно.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрутку или вращение уголкового отражателя производят до его отделения от космического аппарата.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что задают частоту закрутки или вращения ω уголкового отражателя в соответствии с условием:
ω>12Fрлсπa/λ,
где Fрлс - частота следования импульсов излучения передатчика калибруемой радиолокационной станции,
а - радиус полудиска грани уголкового отражателя,
λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что с помощью калибруемой радиолокационной станции измеряют наклонную дальность до уголкового отражателя.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов приводят к фиксированной дальности, например 100 км, путем перерасчета по формуле:
Pi-Bi+40LogRi/100,
где Bi - единичное измеренное значение относительной мощности отраженного сигнала от уголкового отражателя,
Ri - единичное измеренное калибруемой радиолокационной станцией значение наклонной дальности до уголкового отражателя, соответствующее данному Bi.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что приведенные к фиксированной дальности единичные значения относительной мощности отраженных от уголкового отражателя сигналов усредняют по формуле:

где n - число результатов единичных измерений на интервале времени ΔТ.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что усредненное значение Рср используют как значение относительной мощности отраженных сигналов, соответствующее эталонному значению эффективной поверхности рассеяния уголкового отражателя.

9. Способ по пп.2 и 3, отличающийся тем, что закрутку или вращение уголкового отражателя осуществляют либо «по часовой стрелке», либо «против часовой стрелки» относительно направления отделения уголкового отражателя.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют закрутку или вращение направляющего контейнера с уголковым отражателем вокруг оси контейнера либо «по часовой стрелке», либо «против часовой стрелки».

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что уголковый отражатель отделяют от космического аппарата путем выталкивания или отстреливания из вращающегося контейнера в направлении радиолокационной станции так, что основной лепесток индикатрисы рассеяния уголкового отражателя направлен на калибруемую радиолокационную станцию, а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя совпадает с линией визирования калибруемой радиолокационной станции с предельно допустимым значением отклонения угла между максимумом основного лепестка индикатрисы рассеяния уголкового отражателя и линией визирования РЛС в диапазоне от -10° до +10°.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что задают круговую частоту закрутки или вращения ω контейнера с уголковым отражателем в соответствии с условием:
ω>12Fрлсπа/λ,
где Fрлс - частота следования импульсов излучения передатчика калибруемой радиолокационной станции,
а - радиус полудиска грани уголкового отражателя,
λ - длина волны калибруемой радиолокационной станции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в генераторах сигналов сложной формы, а также в моделирующих комплексах, предназначенных для испытаний и исследований радиотехнических систем.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для калибровки активных фазированных антенных решеток. .

Изобретение относится к радиолокации. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для калибровки пеленгаторов источников радиосигналов, в частности для калибровки мобильных пеленгаторов коротковолнового (КВ) диапазона с многоэлементной антенной решеткой.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники радиолокационных систем и может быть использовано для управления питанием радиолокационных головок самонаведения (РГС) при их проверках и испытаниях.

Изобретение относится к вычислительной и радиотехнике и может быть использовано при исследованиях и разработке вычислительных систем и моноимпульсных радиолокационных систем, а также для обучения и тренировки операторов вычислительных и радиолокационных станций с использованием замены реальных радиолокационных станций имитируемыми.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах загоризонтного обнаружения и определения местоположения объектов по радиоизлучениям передатчиков декаметрового диапазона волн при использовании одной приемной станции.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к имитаторам радиолокационного сигнала цели, и может быть использовано в составе комплекса, имитирующего многоцелевую сцену по дальности, доплеровской частоте и углу для исследования процессов поиска, обнаружения и сопровождения цели (целей).

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в зенитно-ракетных комплексах. .

Изобретение относится к радиолокации, в частности к имитаторам радиолокационного сигнала сцены, на которой в широком диапазоне углов имеются подвижные по дальности и углу цели, и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей радиолокационной станцией (РЛС) в широком диапазоне дальностей и углов.

Изобретение относится к радиолокационным измерениям и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям, и может быть использовано при создании новых радиолокационных измерительных комплексов и модернизации существующих

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для имитации частотно-временной структуры радиолокационного сигнала, отраженного от подстилающей поверхности, от одной или нескольких целей, находящихся на фиксированном направлении, и может быть использовано для имитации ложных целей, в том числе расположенных ближе носителя, для имитации боевой работы радиолокационной системы, а также для имитации эхо-сигналов радиовысотомеров при зондировании сигналами с различными видами линейной частотной модуляции

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре доплеровских радиолокационных систем с дальномерным каналом. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения как визуального, так и автоматизированного самоконтроля предлагаемого устройства. Устройство контроля дальномерного канала радиолокационных систем содержит блок СВЧ, линию связи, рупорную антенну, синтезатор доплеровских частот, устройство временной задержки, детекторную секцию, мультиплексную шину управления, переключатель, общий вывод которого соединен с импульсным входом устройства временной задержки, элемент И, выход которого соединен с нормально разомкнутым контактом переключателя, а первый вход элемента И соединен с нормально замкнутым контактом переключателя, двоичный счетчик, вход которого соединен с входом импульсов запуска передатчика и с нормально замкнутым контактом переключателя, дешифратор, группа входов которого соединена с группой выходов двоичного счетчика, фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу детекторной секции, и измеритель временных интервалов, вход СТОП которого подключен к выходу фильтра нижних частот, входы-выходы управления измерителя временных интервалов подключены к мультиплексной шине управления, выход дешифратора подключен ко второму входу элемента И, ко входу ПУСК измерителя временных интервалов и к выходу синхронизации. 2 ил.

Способ летной проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, заключающийся в том, что в качестве воздушного судна применяют дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА), измеряют координаты ДПЛА оптическим устройством и одновременно при работе упомянутых радиотехнических средств формируют бортовыми приемниками измерительные радионавигационные сигналы, которые кодируют, излучают в свободное пространство, принимают на Земле наземными устройствами, декодируют, обрабатывают совместно с сигналами с выхода оптического устройства, отображают и регистрируют результаты измерений и обработки сигналов. Описаны способ и устройства летной проверки выходных характеристик курсовых (КРМ), глиссадных (ГРМ), маркерных радиомаяков (МРМ), азимутально-дальномерных радиомаяков (АДРМ) и автоматических радиопеленгаторов (АРП). Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей и снижение затрат на выполнение летных настроек и поверок КРМ, ГРМ, МРМ, АДРМ и АРП. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способам калибровки и поверки метеорологических приборов с использованием доплеровского радиолокатора для определения скорости и направления ветра, применяемых как для нужд народного хозяйства, так и для военных целей, например, в артиллерии. Достигаемый технический результат - решение задачи калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра с использованием современных устройств. Указанный результат достигается тем, что с доплеровского радиолокатора профилей ветра излучают сигнал определенной частоты на устройство переизлучения сигнала, в котором производят доплеровский сдвиг частоты принятого сигнала, затем переизлучают сигнал скорректированной частоты в доплеровский радиолокатор профилей ветра и получают результат калибровки по скорости и высоте прямым измерением, при этом доплеровский радиолокатор профилей ветра и устройство переизлучения сигнала устанавливают стационарно на различных фиксированных расстояниях друг от друга, а изменение доплеровской частоты переизлучаемого сигнала производят в устройстве переизлучения сигнала по сигналу управления в промежутке между условно фиксированными положениями доплеровского радиолокатора профилей ветра. 2 ил.

Изобретение относится к способам и технике радиоэлектронного подавления технических средств нелинейной радиолокации. Достигаемый технический результат - уменьшение вероятности обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами за счет внесения неопределенности в фазовые параметры радиолокационных сигналов, принимаемых нелинейной радиолокационной станцией (РЛС) с синтезированной апертурой антенны (формирования полной фазы радиолокационных сигналов на гармониках зондирующего сигнала (ЗС) Фn(t), где n - номер гармоники ЗС, как случайной величины с пределами изменения фазы от 0 до 2π). Указанный результат достигается тем, что в известном способе имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, заключающемся в приеме элементами приемной антенной решетки зондирующего сигнала нелинейной РЛС с несущей частотой f0, распределении его по соответствующим приемным каналам, осуществлении в каждом из каналов преобразования его спектра и формирования сигналов на гармониках зондирующего сигнала, дополнительно устанавливают двоичный код порогового уровня сигнала радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, усиливают принятый элементами приемной антенной решетки объединенный сигнал, осуществляют преобразование его уровня в двоичный код, сравнивают двоичный код уровня принятого сигнала с двоичным кодом порогового уровня сигнала радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, при превышении сигналом порога генерируют в двоичном коде случайное число , где N - количество фазовых сдвигов, в соответствии с которым осуществляют сдвиг фазы сигнала каждого канала на величину в соответствии с условием , ΔφN=2π, затем в каждом канале спектральные составляющие, наделенные случайным сдвигом фазы Δφi, усиливают до уровня, необходимого для радиоподавления нелинейной РЛС, и осуществляют излучение элементами передающей антенной решетки сигналов гармоник зондирующего сигнала со случайной полной фазой в направлении нелинейной РЛС, при этом приемная и передающая антенные решетки представляют собой решетку Ван-Атта, а элементы приемной и передающей антенных решеток выполнены широкополосными. 2 ил.

Изобретение предназначено для калибровки радиолокационных станций (РЛС). Технический результат - повышение точности калибровки РЛС. Заявленный способ включает запуск на орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ) отражателя с известной величиной ЭПР, облучение его сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов, при этом в качестве эталона ЭПР на орбиту вокруг Земли на борту миниспутника (МС) транспортируют уголковый отражатель (УО), который выполнен в виде двух плоских радиоотражающих шарнирно связанных граней, развернутых под фиксированным углом α в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°, где Δ определяется из соотношения: 0<Δ<18λ/а, λ - длина волны калибруемой РЛС; а - размер грани УО, причем до запуска УО размещают с внешней стороны торцевой поверхности (ТП) корпуса МС, середину ребра УО располагают соосно с центром ТП, при этом грани ориентируют таким образом, чтобы биссектриса угла между гранями УО в плоскости, перпендикулярной середине ребра, была совмещена с продольной осью МС. В полете с помощью приемников типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортовой вычислительной машины производят определение положения центра масс МС относительно местоположения калибруемой РЛС, определяют пространственное положение продольной оси МС относительно линии визирования РЛС, а затем системой ориентации МС осуществляют их совмещение в результате чего основной лепесток индикатрисы рассеяния УО направлен на калибруемую РЛС, а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния УО совпадает с линией визирования калибруемой РЛС. Далее УО задает вращение вокруг биссектрисы угла между его гранями. 10 з.п. ф-лы, 16 ил.
Наверх