Радиолокационный измерительный комплекс

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям эффективной площади рассеяния (ЭПР) объектов, и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах. Достигаемый технический результат - повышение точности измерений диаграммы ЭПР объектов. Указанный результат достигается за счет того, что радиолокационный измерительный комплекс содержит последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель и антенну, при этом второй выход антенного переключателя соединен с входом приемника, а также содержит опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом, размещенным в измерительном объеме, и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом поворотного устройства и вторым входом вычислителя соответственно, кроме того, вычислитель третьим входом соединен с выходом поворотного устройства, а также содержит радиопоглощающее устройство, устанавливаемое на измерительной трассе на определенном расстоянии от антенны. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям эффективной площади рассеяния (ЭПР) объектов, и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах.

Известна импульсная измерительная установка [Е.Н. Майзельс, В.А. Торгованов. Измерение характеристик рассеяния радиолокационных целей. - М.: Советское радио. - 1972, 166 с.], содержащая импульсный передатчик, передающую антенну, приемную антенну, приемник, пульт управления, угломерное устройство, поворотное устройство, опору, рассеиватель и регистрирующее устройство.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений диаграммы ЭПР объектов, которая обусловлена влиянием зеркального отражения облучающего электромагнитного поля от подстилающей поверхности на формирование результирующего амплитудно-фазового распределения электромагнитного поля в измерительном объеме и фонового отражения от элементов, находящихся за объектом в импульсном объеме.

Наиболее близким по технической сущности является комплекс для измерения радиолокационного поперечного сечения целей [Марлоу, Ватсон и Ван-Хозер. Комплекс RAT SCAT для измерения радиолокационного поперечного сечения целей. ТИИЭР, 1965, т. 53, №8, стр. 1085].

Комплекс содержит последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель и антенну, при этом второй выход антенного переключателя соединен с входом приемника, а также опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом, размещенным в измерительном объеме и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом поворотного устройства и вторым входом вычислителя соответственно, кроме того, вычислитель третьим входом соединен с выходом поворотного устройства.

Устройство не обеспечивает устранения влияния зеркального отражения облучающего электромагнитного поля от подстилающей поверхности на формирование результирующего амплитудно-фазового распределения электромагнитного поля в измерительном объеме и фонового отражения от элементов, находящихся за объектом в импульсном объеме, что обусловливает низкую точность измерений диаграммы ЭПР объектов.

Техническим результатом данного изобретения является повышение точности измерений диаграммы ЭПР объектов за счет устранения влияния зеркально отраженного облучающего электромагнитного поля от подстилающей поверхности на формирование результирующего амплитудно-фазового распределения электромагнитного поля в измерительном объеме и фонового отражения от элементов, находящихся за объектом в импульсном объеме.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном устройстве, содержащем последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель и антенну, при этом второй выход антенного переключателя соединен с входом приемника, а также опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом, размещенным в измерительном объеме и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом поворотного устройства и вторым входом вычислителя соответственно, кроме того, вычислитель третьим входом соединен с выходом поворотного устройства, профиль измерительной трассы выполнен наклонным, при этом опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом расположены в верхней точке измерительной трассы, а антенна - в нижней, кроме того, в него введено радиопоглощающее устройство, устанавливаемое на измерительной трассе на расстоянии от антенны, которое определяют по формуле

,

где HA - высота фазового центра антенны над горизонтальной плоскостью, R - расстояние между фазовым центром антенны и вертикальной осью, проходящей через центр измерительного объема, DP - размер измерительного объема в глубину, α - угол наклона профиля измерительной трассы к горизонту, H0 - высота нижней границы измерительного объема относительно горизонтальной плоскости, HP - размер измерительного объема по высоте, при этом ширину радиопоглощающего устройства выбирают не менее длины малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны, а высоту определяют по формуле

.

Сущность изобретения поясняется фигурой, где представлено взаимное расположение элементов радиолокационного измерительного комплекса. На фигуре изображены: антенна - 1, фазовый центр которой расположен на высоте НА над горизонтальной плоскостью; опорно-поворотное устройство - 2, размещенное в «дальней зоне»; измеряемый объект - 3, размещенный в измерительном объеме - 4 с размерами: Н0 - высота нижней границы измерительного объема относительно горизонтальной плоскости, НР - размер измерительного объема по высоте и DP - размер измерительного объема в глубину; радиопоглощающее устройство - 5, α - угол наклона профиля измерительной трассы к горизонту, кроме того, схематично изображена геометрия лучей, по которым распространяется энергия облучающего поля: А - прямого, Б - зеркально отраженного от подстилающей поверхности измерительной трассы и в отсутствие радиопоглощающего устройства попадающего в верхнюю ближнюю к антенне точку измерительного объема, В - прямого, проходящего через край радиопоглощающего устройства и попадающего в нижнюю дальнюю от антенны точку измерительного объема.

Для проведения измерения эффективной площади рассеяния объектов с высокой точностью необходимо, чтобы объект облучался электромагнитным полем с равномерным амплитудно-фазовым распределением по его поверхности, то есть объект должен находиться в измерительном (рабочем) объеме с равномерным амплитудно-фазововым распределением. Это достигается для объекта, который размещается не ближе «дальней зоны» антенны [Захарьев Л.Н., Леманский А.А., Турчин В.И., Цейтлин Н.М., Щеглов К.С. Методы измерения характеристик антенн СВЧ. - М.: Радио и связь, 1984, стр. 8] и облучается только прямым лучом. Однако на приземных трассах в силу многолучевого характера распространения радиоволн, результирующее амплитудно-фазовое распределение электромагнитного поля в измерительном объеме комплекса определяется интерференцией прямого и зеркально отраженного от подстилающей поверхности лучей. Кроме того, существенное влияние на точность измерения оказывает уровень фонового отражения от элементов (неровности подстилающей поверхности, растительность, столбы, различные строения и т.п.), находящихся за объектом в импульсном объеме радиолокационного измерительного комплекса.

В изобретении достигается повышение точности измерений за счет устранения влияния на результаты измерений обоих факторов путем выполнения профиля измерительной трассы радиолокационного измерительного комплекса наклонным и размещения опорно-поворотного устройства с измеряемым объектом в верхней точке измерительной трассы, антенны - в нижней, а также за счет размещения на измерительной трассе радиопоглощающего устройства в выбранном месте и определенных размеров.

К радиопоглощающему устройству предъявляются следующие требования: оно не должны затенять измерительный объем радиолокационного измерительного комплекса от облучающих электромагнитных волн, распространяющихся напрямую от антенны (луч А), и должно препятствовать попаданию в измерительный объем радиолокационного измерительного комплекса электромагнитных волн, излученных антенной и отраженных от подстилающей поверхности (луч Б).

Размеры и расположение радиопоглощающего устройства на измерительной трассе должно определяться следующим образом.

Ширину радиопоглощающего устройства выбирают не менее длины малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны на подстилающей поверхности. При условии, что минимальная высота измерительного объема радиолокационного измерительного комплекса больше высоты фазового центра антенны НА (для исключения отражений от элементов трассы, находящихся за рабочим объемом), радиопоглощающее устройство не должно пересекать траекторию прямого луча от антенны в дальнюю нижнюю точку измерительного объема (луч В).

Исходя из данного условия, радиопоглощающее устройство должно устанавливаться в определенном месте измерительной трассы так, чтобы верхняя кромка радиопоглощающего устройства касалась луча В. При этом с учетом наклонного профиля измерительной трассы чем дальше от антенны расположить радиопоглощающее устройство, тем меньшую высоту оно будет иметь.

Из геометрических соотношений можно однозначно определить расстояние от антенны до радиопоглощающего устройства RЭ и его высоту HЭ, при которых обеспечивается перекрытие зеркально отраженного от подстилающей поверхности луча антенны, вплоть до прямой, соединяющей точку зеркального отражения луча и ближнюю к антенне точку измерительного объема с максимальной высотой (луч Б) и при этом радиопоглощающее устройство будет иметь минимально возможную высоту.

В случае когда подстилающая поверхность является плоской, наклоненной к горизонту под углом α (фигура), расстояние RЭ между антенной и радиопоглощающим устройством определяется по формуле

,

где HA - высота фазового центра антенны над горизонтальной плоскостью, R - расстояние между фазовым центром антенны и вертикальной осью, проходящей через центр измерительного объема, DP - размер измерительного объема в глубину, α - угол наклона профиля измерительной трассы к горизонту, Н0 - высота нижней границы измерительного объема относительно горизонтальной плоскости, НР - размер измерительного объема по высоте, при этом ширину радиопоглощающего устройства выбирают не менее длины малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны, а высоту определяют по формуле, при этом высота радиопоглощающего устройства является минимальной из возможных.

Работа предлагаемого радиолокационного комплекса для измерения диаграммы эффективной площади рассеяния объектов ничем не отличается от работы прототипа. Отличие заключается в предварительной подготовке комплекса к проведению измерений [А.Б. Шмелев. Влияние подстилающей поверхности на работу наземных антенных систем. Радиотехника, №10, 1998, стр. 105-110]. Выполняют профиль измерительной трассы радиолокационного измерительного комплекса наклонным, при этом опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом располагают в верхней точке измерительной трассы, а антенну - в нижней, определяют место установки радиопоглощающего устройства, его высоту и ширину.

Радиопоглощающее устройство может быть выполнено в виде широкополосного радиопоглощающего материала типа «Ворс» или «Терновник», который размещен на каркасе заданных размеров из фанеры, проволоки или капронового троса.

Проведенный анализ уровня техники позволяет установить, что заявляемое устройство, характеризующееся совокупностью признаков, идентичной всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле изобретения, отсутствует, что указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличными признаками заявляемого устройства, показали, что в общедоступных источниках информации не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками, а именно выполнение профиля измерительной трассы наклонным, при этом опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом расположены в верхней точке измерительной трассы, а антенна - в нижней, кроме того, введение радиопоглощающего устройства, устанавливаемого на измерительной трассе на расстоянии от антенны, которое определяют по формуле

,

при этом ширину радиопоглощающего устройства выбирают не менее длины малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны, а высоту определяют по формуле

.

Из уровня техники также не подтверждена известность влияния отличительных признаков заявляемого устройства на поставленную техническую задачу - повышение точности измерений диаграммы ЭПР объектов за счет устранения влияния зеркально отраженного облучающего электромагнитного поля от подстилающей поверхности на формирование результирующего амплитудно-фазового распределения электромагнитного поля в измерительном объеме и фонового отражения от элементов, находящихся за объектом в импульсном объеме, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Изобретение «Радиолокационный измерительный комплекс» промышленно применимо, так как совокупность характеризующих его признаков обеспечивает возможность его осуществления, работоспособность и воспроизводимость для измерения ЭПР объектов на радиоизмерительных полигонах, так как для реализации заявленного устройства могут быть использованы известные материалы и оборудование.

Радиолокационный измерительный комплекс, содержащий последовательно соединенные приемник, вычислитель, импульсный передатчик, антенный переключатель и антенну, при этом второй выход антенного переключателя соединен с входом приемника, а также опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом, размещенным в измерительном объеме, и пульт управления, который первым, вторым и третьим выходами соединен со вторым входом передатчика, входом поворотного устройства и вторым входом вычислителя соответственно, кроме того, вычислитель третьим входом соединен с выходом поворотного устройства, отличающийся тем, что профиль измерительной трассы выполнен наклонным, при этом опорно-поворотное устройство с измеряемым объектом расположены в верхней точке измерительной трассы, а антенна - в нижней, кроме того, в него введено радиопоглощающее устройство, устанавливаемое на измерительной трассе на расстоянии от антенны, которое определяют по формуле

где HA - высота фазового центра антенны над горизонтальной плоскостью, R - расстояние между фазовым центром антенны и вертикальной осью, проходящей через центр измерительного объема, DP - размер измерительного объема в глубину, α - угол наклона профиля измерительной трассы к горизонту, Н0 - высота нижней границы измерительного объема относительно горизонтальной плоскости, HP - размер измерительного объема по высоте, при этом ширину радиопоглощающего устройства выбирают не менее длины малой оси эллипса первой зоны Френеля антенны, а высоту определяют по формуле .



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в многофункциональных радиолокационных системах с электронным управлением диаграммой направленности.

Изобретение относится к области активной радиолокации и может быть использовано при проведении проверки, самодиагностики бортовых радиолокационных систем опознавания объектов.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей радиолокационной станцией (РЛС) в широком диапазоне дальностей, углов и скоростей.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к юстировочным щитам. Юстировочный щит моделирует прямые и зеркально отраженные от земли радиосигналы, идущие от ракеты и цели на конечном участке наведения.

Изобретение относится к системам, использующим отражение радиоволн, а именно к системам радиолокации для распознавания технического состояния объекта. Достигаемый технический результат - расширение информативности за счет распознавания технического состояния объекта.

Изобретение относится к бортовому радиолокационному оборудованию космических аппаратов (КА), предназначенному для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР).

Изобретение относится к системе имитации электромагнитной обстановки. Технический результат состоит в упрощенной и автоматизированной калибровке для каждого канала, которая не зависит от калибровки фактической сети зондов.

Изобретение может быть использовано для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - повышение точности калибровки РЛС.

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.

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах управления воздушным движением. Достигаемый технический результат - повышение точности юстировки.

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для обеспечения динамических измерений эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) космических и баллистических объектов в миллиметровом, сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн. Достигаемый технический результат - повышение эффективности калибровки радиолокационных станций и расширение функциональных возможностей. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит пусковую установку в виде цилиндрического контейнера, внутри которого размещается эталонный отражатель. В качестве эталона эффективной поверхности рассеяния используется уголковый отражатель с гранями из двух плоских радиоотражающих полудисков, развернутых определенным образом. Устройство также содержит цилиндрическое основание, на котором V-образно закреплен уголковый отражатель. Ребро уголкового отражателя расположено по линии, совпадающей с диаметром основания, а биссектриса угла между гранями в плоскости, перпендикулярной середине ребра уголкового отражателя, совпадает с продольной осью цилиндрического основания. Продольная ось цилиндрического основания соосна продольной оси цилиндрического контейнера. В состав устройства также входят механизм выброса и закрутки уголкового отражателя, контроллер управления, блок сопряжения контроллера управления с механизмом выброса и закрутки. Вход контроллера управления подключен к системе управления космического аппарата или ракеты-носителя, а выход контроллера управления подключен к блоку сопряжения, выход блока сопряжения подключен к механизму выброса и закрутки. 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к антенной технике и может использоваться для измерения комплексных коэффициентов передачи каналов АФАР (активной фазированной антенной решетки) и калибровки АФАР в радиолокационных и связных системах. Способ встроенной калибровки активной фазированной антенной решетки включает: генерацию контрольного сигнала СВЧ, распределение контрольного сигнала по входам каждого передающего и приемного каналов АФАР, суммирование контрольного сигнала, прошедшего через каналы АФАР, его детектирование, измерение уровня сигнала с детектора при переключении фазовращателя измеряемого канала в каждое из L=2р состояний, где р - число разрядов фазовращателя. Используется один общий делитель/сумматор контрольного сигнала, калибровка приемных и передающих каналов производится отдельно и независимо друг от друга, при этом в АФАР включены все передающие или все приемные каналы, фазовращатели которых, за исключением измеряемого и опорного каналов, переключаются в состояния 0° или 180° согласно закону единой для них М-последовательности, введены в тракт калибровочного сигнала управляемые коммутаторы, а также полосовой фильтр перед детектором. Техническим результатом является повышение точности измерений комплексных коэффициентов передачи каналов АФАР, качества калибровки и расширение области использования. 3 ил.

Изобретение относится к конструкции и оборудованию космических аппаратов (КА), предназначенных для юстировки и калибровки радиолокационных станций (РЛС). КА содержит корпус (1) в виде прямого кругового цилиндра. На корпусе шарнирно установлены откидные пластины в форме полудисков (3, 4), дополненные радиоотражающими поверхностями (2) V-образного углубления (паза). В походном положении пластины (3, 4) фиксируются к сегментам основания (5, 6). В корпусе (1) установлены приборный отсек, микропроцессор, микроконтроллер с блоком сопряжения с системой ориентации и стабилизации и узлами фиксации пластин, навигационная аппаратура систем «ГЛОНАСС» и/или GPS и др. В раскрытом положении образуется двугранный уголковый отражатель с углом между гранями в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)° (0 < Δ < 18 λ/а), где λ - длина волны калибруемой РЛС, а - размер грани. На поверхности основания установлены также трехгранные лазерные уголковые отражатели. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей КА при калибровке наземных и космических РЛС. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение предназначено для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение точности калибровки РЛС. Предлагаемый способ включает запуск на орбиту вокруг Земли космического аппарата (КА) с эталонными отражательными характеристиками, облучение его сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов. КА с эталонными отражательными характеристиками содержит корпус в виде прямой призмы, одна из граней которой имеет радиоотражающую поверхность. На боковом ребре прямой призмы дополнительно устанавливают плоскую прямоугольную пластину из радиоотражающего материала, шарнирно связанную с корпусом КА. Прямоугольную пластину разворачивают относительно грани прямой призмы, имеющей радиоотражающую поверхность, на угол α и образуют двугранный уголковый отражатель (УО). Угол α между гранями УО задают в определенном диапазоне градусов. В процессе полета с наземного комплекса управления на КА передают координаты РЛС, подлежащей калибровке по величине эффективной поверхности рассеяния. С помощью приемников навигационной системы типа ГЛОНАСС и/или GPS и бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) определяют текущие координаты центра масс КА, углы текущей пространственной ориентации КА, положение центра масс КА относительно координат калибруемой РЛС, а также ориентацию осей связанной системы координат КА относительно линии визирования калибруемой РЛС. Одновременно с помощью БЦВК производят расчет и определяют пространственное положение биссектрисы угла УО относительно линии визирования калибруемой РЛС, а затем системой ориентации КА осуществляют совмещение положения биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС. Далее при помощи системы ориентации КА удерживают совмещение биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС до выхода КА из зоны прямой радиовидимости калибруемой РЛС. В результате максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния УО совпадает с линией визирования калибруемой радиолокационной станции. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиопеленгации. Техническим результатом является уменьшение временных затрат на калибровку мобильного пеленгатора - корреляционного интерферометра при сохранении высокой точности калибровки. Указанный технический результат достигается за счет введения операций по применению навигационной аппаратуры потребителя глобальной навигационной спутниковой системы в дифференциальном и кинематическом режиме и использованию соответствующего алгоритмического обеспечения для автоматизации процесса калибровки мобильного пеленгатора. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоинтерферометрах и радиопеленгаторах-дальномерах сверхвысокочастотного (СВЧ). Достигаемый технический результат - повышение точности формирования базы калибровочных данных и сокращение в два раза необходимого количества кабельных линий связи (КЛС), Указанный результат достигается за счет того, что в способе калибровки приемных радиоканалов радиоинтерферометра и в устройстве для его реализации осуществляется контроль и корректировка амплитудной и фазовой идентичности приемных радиоканалов радиоинтерферометра в широкой полосе частот и при различных расстояниях между приемными антеннами. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано для имитации сигналов различных радиолокационных систем, предназначенных для управления движением летательных аппаратов. Достигаемый технический результат - повышение достоверности имитации радиолокационных сигналов в радиолокационных системах навигации за счет имитации совокупности факторов, определяющих параметры радиолокационного сигнала, отражающей поверхности и летательных аппаратов. Технический результат достигается тем, что при реализации способа имитации радиолокационных сигналов радиолокационных систем навигации летательных аппаратов используют семейство функций амплитудных распределений с применением вариации совокупности значений параметров амплитудных распределений в рамках одной используемой функции, что обеспечивает такую установку интегральных параметров сигналов, имитирующих отраженные радиолокационные сигналы, которая позволяет имитировать угол наклона зондирующего сигнала и его изменения, диаграммы направленности систем излучения и приема при наличии боковых лепестков, частоту зондирующего сигнала и ее изменение, тип и параметры подстилающей поверхности и их изменения, параметры движения летательных аппаратов, включая вектор скорости, высоту движения, угловые положения и их изменения. При этом СВЧ-сигналы не используются, что влечет за собой упрощение и снижение стоимости способа имитации сигналов радиолокационных систем навигации. 4 ил.

Изобретение относится к средствам имитации радиосигналов источников радиоизлучений (ИРИ) и может быть использовано при оценке качества и настройке средств радиоконтроля и радиопеленгации, а также для обучения обслуживающего персонала указанных средств. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей известного имитатора радиосигналов и повышение технологичности имитации пространственно-разнесенных ИРИ. Указанный результат достигается за счет того, что имитатор источников радиоизлучений содержит генератор синхросигналов, устройство управления, запоминающее устройство, накапливающий сумматор, а также N-каналов формирования сигналов, каждый из которых содержит запоминающее устройство хранения значений фазовых сдвигов, фазосдвигающее устройство и устройство формирования сигнала. Перечисленные средства определенным образом соединены между собой. 2 ил.
Наверх