Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами



Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами
Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами
Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами
Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами
Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами

 


Владельцы патента RU 2507534:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

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 относится к области радиотехники, в частности, к способам и технике радиоэлектронного подавления технических средств нелинейной радиолокации.

Известен способ имитации радиолокационной цели, основанный на использовании ретранслятора направленного действия с решеткой Ван Атта [см., например. Перунов Ю.М., Фомичев К.И., Юдин Л.М. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием / Под ред. Перунова Ю.М. - М.: Радиотехника, 2003, с.324-325]. Такой ретранслятор имитирует ложную радиолокационную цель в линейной локации. Принцип действия простейшего ретранслятора доступно изложен в [см., например, Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - М.: Воениздат, 1989, с.83-85]. Принимаемый приемной антенной решеткой ретранслятора сигнал усиливается усилителями и излучается строго в направлении прихода зондирующего сигнала (ЗС) РЛС передающей антенной решеткой. Наличие антенных решеток с узконаправленной диаграммой излучения и усилителей обеспечивает требуемый высокий уровень ответного сигнала, имитирующего ложную радиолокационную цель.

Недостатком способа имитации радиолокационной цели с помощью ретранслятора с решеткой Ван-Атта является невозможность реализации сигналов отклика на гармониках ЗС, необходимых для радиоподавления нелинейных РЛС (НРЛС).

Известен также способ имитации объекта с нелинейными электрическими свойствами (ОЭНС), применяемый в процессе эксплуатации выпускаемых серийно НРЛС [см., например, Техническое описание нелинейного радиолокатора (досмотрового комплекса) «Циклон». Техническое описание. Инструкция по эксплуатации. ВИ 461.342.001.ТУ.1993, с.10-15]. В комплект НРЛС входит имитатор ОЭНС в виде пассивного радиокомпонента с нелинейными электрическими свойствами (СВЧ диод). Он используется для демонстрации принципа работы НРЛС - при облучении имитатора зондирующим сигналом на частоте 680 МГц приемником НРЛС обнаруживают сигнал отклика на второй гармонике ЗС (1360 МГц).

Недостатком этого способа имитации объекта с нелинейными электрическими свойствами является слабый уровень нелинейных откликов от ОЭНС на частотах гармоник. Это обусловлено как малым коэффициентом нелинейного преобразования сигнала в ОЭНС, так и отсутствием направленных свойств имитатора в пространстве (он не имеет антенны).

Наиболее близким по сущности и достигаемому результату (прототипом) к заявляемому способу является способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами [см., например. Пат.2339968 С1 Российская Федерация, МПК7 G01S 7/40. Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами / Лихачев В.П., Панычев С.Н., Усов Н.А.; заявитель и патентообладатель Воронежское ВВАИУ (ВИ). - №2007119087/09; заявл. 22.05.07; опубл. 27.11.08, Бюл. №33. - 5 с.], основанный на том, что принимают элементами приемной антенной решетки зондирующий сигнал нелинейной РЛС с несущей частотой f0, распределяют его по соответствующим приемным каналам, осуществляют в каждом из каналов преобразование его спектра и формируют сигналы на гармониках зондирующего сигнала, увеличивают уровень плотности мощности излучаемого сигнала до уровня, необходимого для радиоподавления нелинейной РЛС, и излучают элементами передающей антенной решетки в направлении нелинейной РЛС, при этом приемная и передающая антенные решетки представляют собой решетку Ван - Атта, а элементы приемной и передающей антенной решеток выполнены широкополосными.

Недостатком прототипа является то, что в перспективных нелинейных РЛС с синтезированной апертурой антенны (нелинейных РСА) [см., например, Пат. 2397509 С2 Российская Федерация, МПК7 G01S 13/90. Нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны / Лихачев В.П., Усов Н.А.; заявитель и патентообладатель ВАИУ (г.Воронеж). - №2008127547/09; заявл. 07.07.08; опубл. 20.08.10, Бюл. №23. - 16 с. и Пат. 2386979 С2 Российская Федерация, МПК7 G01S 13/90. Нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны / Лихачев В.П., Усов Н.А.; заявитель и патентообладатель ВАИУ (г.Воронеж). - №2008127543/09; заявл. 07.07.08; опубл. 20.04.10, Бюл. №11. - 13 с.], ему сравнительно легко может быть реализовано противодействие путем определения местоположения объекта - источника помех и селекции помеховых воздействий по данному признаку.

Технический результат изобретения выражается в уменьшении вероятности обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами за счет внесения неопределенности в фазовые параметры радиолокационных сигналов, принимаемых нелинейной РЛС с синтезированной апертурой антенны (формирования полной фазы радиолокационных сигналов на гармониках ЗС Фn(t), где n - номер гармоники ЗС, как случайной величины с пределами изменения фазы от 0 до 2π).

Технический 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.

Сущность изобретения заключается в следующем. В РСА применяется известный алгоритм синтезирования апертуры антенны [см., например, Кондратенков Г.С.Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли / Г.С.Кондратенков, А.Ю. Фролов. - Учебное пособие для вузов / Под ред. Г.С.Кондратенкова. - М.: Радиотехника, 2005, с.135-159], использование которого позволяет определить азимутальное положение объектов зондирования относительно центра зоны обзора по величине доплеровского сдвига частоты принимаемого сигнала [см., например, Кондратенков Г.С.Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли / Г.С. Кондратенков, А.Ю. Фролов. - Учебное пособие для вузов / Под ред. Г.С. Кондратенкова. - М.: Радиотехника, 2005, с.141-146]:

где φ(t) - фазовая составляющая полной фазы Ф(t) принимаемого радиолокационного сигнала несущей частоты t0, линейно изменяющаяся во времени; t - текущее время; - волны ЗС; с=3·108 м/с - скорость света в свободном пространстве; V - скорость носителя РСА; θH - угол наблюдения, определяемый видом обзора пространства РСА; в - угол, соответствующий истинному азимутальному положению наблюдаемого объекта относительно центра зоны обзора РСА.

Если РСА используется в режиме бокового обзора пространства , то выражение доплеровского сдвига частоты примет вид:

Далее, полагая угол θ малым (таким, что sin в θ≈θ), формула (2) может быть переписана в окончательном виде:

В нелинейной радиолокации за счет n - кратного увеличения фазы отраженных сигналов формула (3) может быть преобразована к виду [см., например, Усов Н.А. Потенциальная разрешающая способность нелинейной РЛС с линейно-частотной модуляцией сигнала при перемещении ее носителя / Н.А. Усов // Радиотехника, 2008, №11, с.49-51 и Лихачев В.П. Фазочастотная характеристика контакта «металл-диэлектрик-металл» при нелинейном рассеянии радиоволн / В.П. Лихачев, Н.А. Усов // Наукоемкие технологии, 2009, Т. 10, №1, с.34-38]:

С использованием методики определения полной фазы радиолокационного сигнала несущей частоты f0 [см., например, Кондратенков Г.С. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли / Г.С. Кондратенков, А.Ю. Фролов. - Учебное пособие для вузов / Под ред. Г.С. Кондратенкова. - М.: Радиотехника, 2005, с.13 5-159], учетом n - кратного увеличения фазы отраженных сигналов, наличия у объектов с нелинейными электрическими свойствами фазы переотражения φn [см., например, Лихачев В.П. Фазочастотная характеристика контакта «металл-диэлектрик-металл» при нелинейном рассеянии радиоволн / В.П. Лихачев, Н.А. Усов // Наукоемкие технологии, 2009, Т.10, №1, с.34-38] и равенства (4), можно записать выражение для полной фазы радиолокационного сигнала, принимаемого на гармониках ЗС :

где Rн - наклонная дальность от РСА до центра зоны обзора; r - текущая дальность наблюдаемого объекта от центра зоны обзора.

Поскольку радиолокационные цели с нелинейными электрическими свойствами характеризуются постоянством фазы переотражения φn=const, определяемой их параметрами и характеристиками ЗС [см., например, Лихачев В.П. Фазочастотная характеристика контакта «металл-диэлектрик-металл» при нелинейном рассеянии радиоволн / В.П. Лихачев, Н.А. Усов // Наукоемкие технологии, 2009, Т.10, №1, с.34-38], наделение сигналов отклика имитируемой радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами случайными фазовыми сдвигами Δφi, в диапазоне от , ΔφN=2π, обеспечит случайность полной фазы Фni(t)=Фn(t)+Δφi, и, как следствие, искажение формируемого нелинейной РСА радиолокационного изображения. Объясняется это тем, что сигналы отклика в своей фазе будут содержать ошибку относительно азимутального положения наблюдаемой цели.

Так как формируемое радиолокационное изображение не зависит от постоянной начальной фазы, можно пренебречь первым и четвертым слагаемыми в (5). Третье слагаемое в равенстве (5) представляет собой квадратичный набег фазы, который устраняется в ходе обработки сигналов в нелинейной РСА. Следовательно, остается только линейный сдвиг фазы принимаемого радиолокационного сигнала на частотах гармоник ЗС (второе слагаемое в (5)), который для рассматриваемого случая составляет:

где θ'i - значение азимута наблюдаемого объекта, определяемое по результатам

обработки одного радиоимпульса эхо-сигнала на частоте n - и гармоники ЗС.

Преобразование (6) к виду:

показывает, что случайный фазовый сдвиг Δφi, вызывает прямо пропорциональное ему изменение угла, соответствующего истинному азимутальному положению наблюдаемого объекта относительно центра зоны обзора нелинейной РСА (случайную ошибку определения углового положения зондируемого объекта (объектов) с нелинейными электрическими свойствами Δθi=θ-θ'i).

Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами может быть реализован с помощью устройства, структурная схема которого приведена на фиг.1.

Схема состоит из элементов приемной антенной решетки 1, 2 и 3, предварительного усилителя 4, аналого-цифрового преобразователя 5, запоминающего устройства 6, порогового устройства 7, генератора псевдослучайных чисел 8, имеющего М выходов, где М - количество разрядов двоичного числа, выбираемое из условия N≤2M-1, нелинейных преобразователей 9, 10 и 11, дешифратора 12, имеющего N выходов, блоков ключей 13, 14 и 15, каждый из которых имеет в своем составе N ключей, блоков сдвига фазы 16, 17 и 18, каждый из которых имеет в своем составе N устройств сдвига фазы, широкополосных усилителей 19, 20 и 21, элементов передающей антенной решетки 22, 23 и 24, соединенных, как показано на фиг.1, при этом приемная и передающая антенные решетки представляют собой решетку Ван-Атта, а элементы приемной и передающей антенной решеток выполняются широкополосными.

Элементы приемной антенной решетки 1, 2 и 3 предназначены для выполнения операции приема ЗС нелинейной РСА. Предварительный усилитель 4 служит для усиления сигналов, поступающих с выходов элементов приемной антенной решетки 1, 2 и 3 до уровня, необходимого для работы аналого-цифрового преобразователя 5, который осуществляет двоичное кодирование уровня аналогового входного сигнала. Запоминающее устройство 6 необходимо для хранения двоичного кода порога. Пороговое устройство 7 сравнивает двоичные коды уровней сигнала и порога, формируя по результатам сравнения сигнал логической единицы в случае превышения сигналом порога и сигнал логического нуля - в противном случае. Генератор псевдослучайных чисел 8 формирует двоичный код числа в заданном диапазоне, т.е. от 1 до N. Нелинейные преобразователи 9, 10 и 11 (например, СВЧ диоды), предназначены для формирования в каждом канале сигналов на гармониках ЗС. Дешифратор 12 в соответствии с кодом числа, сформированного генератором псевдослучайных чисел 7, формирует на одном из своих N выходов сигнал логической единицы для управления в каждом канале соответствующим ключом блоков ключей 13, 14 и 15. Блоки ключей 13, 14 и 15 используются для подключения в каждом из каналов сигнала с выхода нелинейного преобразователя ко входу одного из устройств сдвига фазы блоков сдвига фазы 16, 17 и 18 соответственно, при этом выход i-го ключа каждого из блоков ключей 13, 14 и 15 подключен соответственно ко входу i-го устройства сдвига фазы каждого из блоков сдвига фазы 16, 17 и 18. Широкополосные усилители каналов 19, 20 и 21 обеспечивают необходимый уровень спектральных составляющих полученного на гармониках ЗС сигнала. Элементы передающей антенной решетки 22, 23 и 24 осуществляют излучение сигналов отклика в направлении нелинейной РСА.

Схема работает следующим образом. Зондирующий сигнал нелинейной РСА с несущей частотой f0 принимается элементами приемной антенной решетки 1, 2, 3 и вследствие запаздывания фронта электромагнитной волны при ее распространении от элемента к элементу распределяется по соответствующим каналам, затем в каждом из каналов принятый ЗС подается на нелинейные преобразователи 9, 10 и 11, осуществляющие преобразование его спектра и формирование сигналов на гармониках ЗС. Далее полученные в результате преобразования спектральные составляющие подаются в каждом канале на первые входы N ключей блоков ключей 13, 14 и 15 соответственно. Кроме того, сигнал с объединенных выходов элементов приемной антенной решетки 1, 2, 3 поступает на вход предварительного усилителя 4, где усиливается до уровня, необходимого для работы аналого-цифрового преобразователя 5. На выходе аналого-цифрового преобразователя 5 формируется двоичный код уровня поступившего на его вход сигнала, который подается на первый вход порогового устройства 7. На второй вход порогового устройства 7 поступает код порога, заранее записывающийся и хранящийся в запоминающем устройстве 6. Сравнение указанных кодов позволяет пороговому устройству 7 сформировать на своем выходе сигнал логической единицы в случае превышения сигналом уровня порога и логического нуля - в противном случае. Каждый раз при изменении на выходе порогового устройства 7 уровня сигнала с логического нуля до логической единицы запускается генератор псевдослучайных чисел 8 и формирует двоичный код числа в диапазоне от 1 до N, который преобразуется далее в дешифраторе в сигнал логической единицы только на одном из его N выходов. Полученный таким образом сигнал управляет по вторым входам ключами блоков ключей 13, 14 и 15 с целью подключения выхода нелинейного преобразователя соответствующего канала 9, 10, 11 (сигнала, присутствующего на первых входах ключей) к одному из устройств сдвига фазы блока сдвига фазы 16, 17 и 18. Тем самым сигнал на частотах гармоник ЗС получает фазовое приращение . При этом N требуется выбирать достаточно большим, обеспечивая выполнение условия , ΔφN=2π. В дальнейшем в каждом канале спектральные составляющие, наделенные случайным сдвигом фазы Δφi, усиливаются до необходимого уровня в широкополосных усилителях 19, 20, 21 и сигналы гармоник ЗС со случайной полной фазой Фni(t) излучаются элементами передающей антенной решетки в направлении нелинейной РСА.

Уменьшение вероятности обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами нелинейными РЛС с синтезированной апертурой антенны поясняется следующим образом.

С помощью способа-прототипа осуществляется имитация радиолокационных целей с нелинейными электрическими свойствами, т.е. фактически можно вести речь о маскировке истинных целей на фоне ложных. Пусть всего нелинейной РЛС обнаруживается Q отметок, из них истинным радиолокационным целям с нелинейными электрическими свойствами соответствует I отметок. Тогда вероятность правильного обнаружения одной истинной отметки является конечной величиной и определяется как

.

Для демонстрации эффективности применения предлагаемого способа можно построить импульсный отклик цифровой системы обработки нелинейной РСА [см., например, Пат. 2397509 С2 Российская Федерация, МПК7 G01S 13/90. Нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны / Лихачев В.П., Усов Н.А.; заявитель и патентообладатель ВАИУ (г.Воронеж). - №2008127547/09; заявл. 07.07.08; опубл. 20.08.10, Бюл. №23. - 16 с. и Пат. 2386979 С2 Российская Федерация, МПК7 G01S 13/90. Нелинейная РЛС с синтезированной апертурой антенны / Лихачев В.П., Усов Н.А.; заявитель и патентообладатель ВАИУ (г.Воронеж). - №2008127543/09; заявл. 07.07.08; опубл. 20.04.10, Бюл. №11. - 13 с.] для одиночной точечной цели, расположенной в середине интервала синтезирования длительностью Ts=1 с на расстоянии Rmin=10 м от нелинейной РСА:

где - траекторный сигнал, формируемый путем запоминания амплитуд и фаз принимаемых сигналов отклика от ОЭНС в каждой точке траектории;

- опорная функция, формируемая комплексно сопряженной с траекторным сигналом; τ - временная задержка.

При этом необходимо учесть также такие важные параметры функционирования нелинейной РСА, как скорость прямолинейного равномерного перемещения вдоль заданной траектории V=20 м/с, длина волны зондирующего сигнала λ=0,03 м. Период повторения зондирующих радиоимпульсов условно принят равным Tп=0,02 с. Псевдослучайные сдвиги фаз Δφi полагаются распределенными равномерно на интервале от 0 до 2π.

Импульсные отклики цифровой системы обработки нелинейной РСА для случаев отсутствия фазовых сдвигов Δφi и их наличия могут быть рассчитаны соответственно как:

,

где S0 - амплитуда траекторного сигнала ; - весовая функция; Δφ - сдвиг фазы, представляющий собой случайную величину, распределенную равновероятно на интервале от 0 до 2π.

Запрограммировав в математическом пакете Mathcad [см., например, Дьяконов В.П. MATHCAD 8/2000 / В.П. Дьяконов. - Специальный справочник. - СПб.: Питер, 2001] выражения (9) и задавшись условно значениями S0=1 мкВ, , получим импульсные отклики цифровой системы обработки нелинейной РСА, представленные на фиг.2, где кривая 1 соответствует радиолокационному изображению ОЭНС при отсутствии фазовых слагаемых Δφi, а кривая 2 - при их наличии (для большей наглядности вдоль оси абсцисс параметр τ преобразован в угол .

Таким образом, из анализа фиг.2 очевидно, что предложенный способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами позволяет снизить вероятность правильного обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами вплоть до 0 (Р'по→0, т.e. P'по<Pпо (см. фиг.2)). Эта возможность обеспечивается за счет случайного (псевдослучайного) изменения фазы принимаемого нелинейной РСА сигнала от зондирования к зондированию в пределах от 0 до 2π, что ведет к разрушению формируемого радиолокационного изображения, которое в рассматриваемом случае будет являться шумовым изображением, где обнаружение сигнала отклика наблюдаемого объекта, обладающего нелинейными электрическими свойствами, не представляется возможным (см. фиг.2).

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, отличающийся от известного способа, заключающегося 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, тем, что 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.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами позволяет уменьшить вероятность обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами.

Предлагаемое техническое решение заявляемого способа имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами промышленно применимо, поскольку может быть реализовано с помощью стандартных устройств - антенн, фазовращателей в качестве устройств сдвига фазы, усилителей на микросхемах, СВЧ диодов, аналого-цифровых преобразователей.

Кроме того, для реализации блоков ключей 13, 14 и 15 могут быть избраны транзисторные ключи [см., например, Браммер Ю.А. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. для студентов электрорадиоприборостроительных сред. спец. учеб. заведений./ Ю.А. Браммер, И.Н. Пащук. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2002, с.68 - 81]. Основой запоминающего устройства 6 могут служить полупроводниковые оперативные [см., например, Браммер Ю.А. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. для студентов электрорадиоприборостроительных сред. спец. учеб. заведений./ Ю.А. Браммер, И.Н. Пащук. - 6-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 2002, с.297-303] или постоянные [см., например, Браммер Ю.А. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. для студентов электрорадиоприборостроительных сред. спец. учеб. заведений./ Ю.А. Браммер, И.Н. Пащук. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.:

Высшая школа, 2002, с.303-305] запоминающие устройства. Дешифратор 12 выполняется по известным, например, из [см., например, Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов. / Е.П. Угрюмов. - 2-е изд., перераб. и доп.- СПб.: БХВ - Петербург, 2005, с.81-85], схемам.

Пороговое устройство 7 может быть построено, например, на базе цифрового компаратора [см., например, Браммер Ю.А. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. для студентов электрорадиоприборостроительных сред. спец. учеб. заведений. / Ю.А. Браммер, И.Н. Пащук. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2002, с.271-274, а также Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов. / Е.П. Угрюмов. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005, с.100-103] или триггера на. потенциальных логических элементах [см., например, Фролкин В.Т., Попов Л.Н. Импульсные и цифровые устройства: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1992, с.296-298]. Известными являются также схемы устройств, генерирующих псевдослучайные числа (последовательности) [см., например, Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: Учеб. пособие для вузов. / Е.П. Угрюмов. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005, с.222-226].

С целью формирования требуемого спектрального состава нелинейных откликов на гармониках ЗС в качестве нелинейных преобразователей 9, 10 и 11 могут использоваться, помимо СВЧ-диодов, также биполярные транзисторы в режиме отсечки коллекторного тока. Известно [см., например, Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 2000, с.280, 283-286], что путем изменения напряжения смещения на базе транзистора можно изменять угол отсечки коллекторного тока. В свою очередь, значение угла отсечки влияет на количество и амплитуды гармоник формируемого сигнала.

К усилителям в схеме имитатора радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами накладывается дополнительное требование - они должны быть широкополосными и обеспечивать усиление сигналов на гармониках ЗС до требуемого уровня мощности. Элементы приемной и передающей антенных решеток также должны быть широкополосными.

Способ имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, заключающийся 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, отличающийся тем, что 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 i = 1, N ¯ , где N - количество фазовых сдвигов, в соответствии с которым осуществляют сдвиг фазы сигнала каждого канала на величину Δ ϕ i = 2 π i N в соответствии с условием Δ φ i = 2 π N 0, 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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре доплеровских радиолокационных систем с дальномерным каналом.

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

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации. .

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

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

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 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.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при калибровке радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - повышение точности калибровки РЛС. Указанный λрезультат достигается за счет того, что способ включает запуск ракеты-носителя (РН) с эталонным отражателем (ЭО), облучение отражателя сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов, в качестве эталона ЭПР на высоту более 100 км транспортируют уголковый отражатель (УО), выполненный в виде двух плоских радиоотражающих 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 уголкового отражателя, причем до запуска УО размещают с внешней стороны боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы (УСП) с системой ориентации в трех плоскостях, УСП с УО размещают на последней ступени РН. РН выводит УСП по баллистической траектории в заданную точку в зоне наблюдения калибруемой РЛС, где УСП отделяется от РН, при этом с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) определяют положение центра масс УСП относительно местоположения калибруемой РЛС. БЦВК УСП производят расчет и определяют пространственное положение биссектрисы угла УО относительно линии визирования калибруемой РЛС. По расчетным данным БЦВК системой ориентации платформы осуществляют совмещение биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС. Далее осуществляют закрутку УО вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между его гранями. Затем УО отделяют от УСП, при этом основной лепесток индикатрисы рассеяния УО направлен на РЛС, а его максимум совпадает с линией визирования РЛС. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к имитаторам сигнала радиолокационной станции с синтезированием апертуры (РСА), работающей по наземным и морским целям, и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей РСА на фоне протяженной поверхности. Достигаемый технический результат - повышение достоверности имитации отраженного сигнала РСА. Указанный результат достигается за счет связи РСА и имитатора сигнала через радиоканал, при которой имитатор сигнала в реальном времени принимает зондирующий сигнал РСА, переносит его на промежуточную частоту, оцифровывает, задерживает в начало имитируемого сигнала сцены с соответствующей радиальной скоростью, свертывает со смещенной, ранее рассчитанной для каждого такта обновления импульсной характеристикой сцены, компенсирует влияние введенного смещения импульсной характеристики сцены на имитируемое радиолокационное изображение сцены, переносит полученный сигнал на несущую частоту и переизлучает в сторону РСА. 2 ил.

Изобретение относится к области создания антенных систем с функцией слежения за подвижным источником сигнала. Достигаемый технический результат - возможность быстрой калибровки следящих антенных систем с высокой точностью и надежностью. Указанный результат достигается за счет того, что определяют поправки к калибровочной характеристике следящей антенной системы за один технологический этап, при этом данный способ может использоваться как с применением неподвижного юстировочного источника, так и с применением сигнала от подвижного источника. Кроме того, предлагаемый способ может быть использован как во время наладочных работ, так и во время штатной эксплуатации следящих антенных систем. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технологиям создания радиопрозрачных обтекателей (РПО), защищающих самолетную и ракетную бортовую аппаратуру в полете. Достигаемый технический результат - прогнозирование процессов искажения электродинамических характеристик исследуемого образца РПО под воздействием высокотемпературного нагревания. Согласно предложенному способу измерения радиотехнических характеристик (РТХ) исследуемого образца РПО проводят не только в холодном состоянии РПО, после его нагревания, но и в процессе изменения (повышения или понижения) температуры, благодаря чему появляется возможность измерять РТХ исследуемого образца РПО при предельно высоких температурах и определять динамические параметры процесса нагревания РПО, то есть зависимость изменения РТХ исследуемого образца РПО от величины и скорости изменения температуры, что позволяет затем скомпенсировать возникающие в полете искажения РТХ РПО. 7 ил.

Изобретение относится к средствам метрологического обеспечения приемоиндикаторов КНС ГЛОНАСС. Технический результат состоит в повышении точности калибровки запаздывания огибающей литерных частот. Для этого эталонное рабочее место прецизионной калибровки запаздывания огибающих литерных частот в приемниках сигналов ГЛОНАСС состоит из источника испытательных сигналов, калибруемого приемника и ПЭВМ для обработки результатов калибровки. В качестве источника испытательных сигналов используют синтезатор сетки испытательных частот, модулированных по фазе на ±90° дальномерным кодом псевдослучайной последовательности ГЛОНАСС. В ПЭВМ вводят набеги фаз, последовательно измеренные системой слежения за несущей (ССН) калибруемого приемника на интервале Δt. Вычитают из них набеги фаз, измеренные на тех же интервалах Δt аппаратной копии ССН калибруемого приемника, делят эти разности на Δt и получают отсчеты ФЧХ для частот. Вычисляют задержки, непосредственно вызванные нелинейностью ФЧХ, измеряют собственно ГВЗ, суммируют эти задержки и получают спектральную плотность задержек, или парциальные задержки, которые усредняют со спектром псевдослучайной последовательности дальномерного кода, смещая последовательно центральную частоту спектра к ближайшей литерной. 5 ил.

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности юстировки радиолокационных станций (РЛС). Указанный результат достигается за счет того, что измеряют координаты отражающего объекта с последующим определением систематических ошибок юстировки, с помощью спутникового навигатора определяют прямоугольные координаты собственной точки стояния РЛС (x1, y1), измеряют юстируемой РЛС прямоугольные координаты воздушного объекта (ВО), находящегося в зоне действия РЛС (х2, y2), принимают на РЛС с помощью радиоприемника автоматического зависимого наблюдения координаты текущего местонахождения воздушного объекта (х3, y3) и определяют величину поправки по азимуту и по дальности для юстируемой РЛС по соответствующим формулам. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах управления воздушным движением. Достигаемый технический результат - повышение точности юстировки. Указанный результат достигается за счет того, что в заявленном способе измеряют координаты отражающего объекта с последующим определением систематических ошибок юстировки, с помощью спутниковых навигаторов определяют прямоугольные координаты (ПК) собственных точек стояния радиолокационных станций (РЛС) (Xn, Yn), измеряют юстируемыми РЛС ПК воздушного объекта (ВО) (XOn, YOn), принимают на автоматических системах управления (АСУ) с помощью радиоприемника автоматического зависимого наблюдения координаты текущего местонахождения ВО (XАЗHn, YАЗHn), интерполируют все принятые ПК к единому моменту времени, математически усредняют полученные интерполированные к единому моменту времени ПК ВО X M C = X O 1 + X O 2 + ⋯ + X O N + X A З H n + 1 Y M C = Y O 1 + Y O 2 + ⋯ + Y O N + Y A З H n + 1 , вычисляют корректировки для каждой из юстируемых РЛС Δ β n = a r c t g ( Y o n − Y n X o n − X n ) − a r c t g ( Y m c − Y n X m c − X n ) = a r c t g ( Y o n − Y n X o n − X n − Y m c − Y n X m c − Y n 1 + Y o n − Y n X o n − X n ⋅ Y m c − Y n X m c − X n ) D n = ( X м с − X n ) 2 + ( Y м с − Y n ) 2 − ( X o n − X n ) 2 + ( Y o n − Y n ) 2 , сравнивают вычисленные корректировки Δβn, ΔDn с разрешающей способностью каждой из юстируемых РЛС и, если корректировки больше разрешающей способности одной из юстируемых РЛС, изменяют настройки данной РЛС, измерения и расчеты повторяют до тех пор, пока величина корректировок не будет меньше разрешающей способности всех юстируемых РЛС. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и касается имитационно-испытательных комплексов, предназначенных для оценки характеристик радиолокационных объектов. Имитационно-испытательный комплекс для радиолокационной станции (РЛС) содержит цель для создания натурной обстановки в зоне обзора по заданной программе облета. На борту цели установлены подключенная к спутниковой навигационной системе пилотажно-навигационная система и измерительное радиоэлектронное устройство, связанные с пунктом управления. Целью является беспилотный летательный аппарат (БПЛА). БПЛА содержит крыло, оперение, фюзеляж, двигатель и устройство посадки. Пусковая установка содержит направляющую, на которой установлены толкатель и сбоку со стороны винта двигателя убираемый выдвижной стартер. На фюзеляже в нижней его части по продольной оси закреплен упор, контактирующий при взлете с торцевой поверхностью толкателя. Устройство посадки БПЛА установлено в отсеке, на стенке которого закреплена открывающаяся створка, соединенная с автоматическим замком. Достигается простота проведения испытаний, улучшение условий эксплуатации и транспортирования, обеспечение исследований РЛС различного типа на местах дислокации при отсутствии необходимого оборудования. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - повышение точности калибровки РЛС. Предлагаемый способ включает запуск на орбиту искусственного спутника Земли отражателя с известной величиной ЭПР, облучение отражателя сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов. В качестве эталона ЭПР на орбиту искусственного спутника Земли транспортируют миниспутник (МС), содержащий корпус в виде прямой призмы и двух плоских радиоотражающих шарнирно связанных граней, при этом грани разворачивают относительно друг друга так, что они образуют двугранный уголковый отражатель (УО), ребро которого параллельно боковому ребру прямой призмы, причем угол α между гранями УО задают в определенном диапазоне градусов. В процессе полета с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортовой вычислительной машины (БВМ) по заданной программе выбирают РЛС, в зоне радиовидимости которой находится МС. Определяют положение центра масс МС относительно местоположения выбранной РЛС, а также ориентацию осей связанной системы координат МС относительно линии визирования РЛС. Одновременно БВМ производят расчет и определяют пространственное положение биссектрисы угла двугранного УО относительно линии визирования калибруемой РЛС, а затем системой ориентации МС осуществляют их совмещение, далее при помощи системы ориентации МС удерживают совмещение биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС до окончания сеанса калибровки, в результате максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния УО совпадает с линией визирования калибруемой РЛС. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх