Способ радиоконтроля радиомолчащих объектов

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах скрытного контроля воздушного, наземного и надводного пространства с использованием неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения, излучающих монохроматические или амплитудно-модулированные сигналы. Достигаемый технический результат изобретения - повышение вероятности обнаружения и обеспечение возможности классификации радиомолчащих объектов. Указанный результат достигается за счет использования дополнительной информации о тонкой структуре эхо-сигналов доплеровской сигнатуры объектов и применения новых операций, реализующих сравнение и объединение рассеянных сигналов на основе частотной (доплеровский сдвиг) и угловой (амплитудно-фазовое распределение) информации. 4 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах скрытного контроля воздушного, наземного и надводного пространства с использованием неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения, излучающих монохроматические или амплитудно-модулированные сигналы.

Достижение высокой эффективности обнаружения, локализации и классификации функционирующих в режиме радиомолчания объектов ограничивается существенной априорной неопределенностью размеров, ориентации в пространстве, их отражающих свойств, а также несовершенством известных способов радиоконтроля.

Технология пассивного радиоконтроля радиомолчащих объектов, использующая естественный подсвет целей, создаваемый на множестве частот радиоизлучениями передатчиков различного назначения в диапазонах коротких, метровых, дециметровых и сантиметровых волн: широковещательные (коммерческое радиовещание, наземное и спутниковое телевидение), информационные (связь) и измерительные (управление, навигация), пока еще не получила достаточного распространения, несмотря на то, что может существенно повысить скрытность и эффективность радиоконтроля широкого класса объектов.

Известно, что за счет движения цели эхо-сигнал от ее корпуса испытывает доплеровский сдвиг частоты. Кроме этого вибрация или вращение цели и отдельных частей ее конструкции вызывают модуляцию этого сигнала, которая формирует дополнительные сигналы двух боковых полос частот около основного доплеровского эхо-сигнала. Этот эффект, известный как микродоплеровская модуляция или микродоплеровская сигнатура (характерный признак, комплексная характеристика цели), обеспечивает дополнительную уникальную информацию о типе каждой цели и может быть использован для обнаружения и классификации перемещающихся и даже неподвижных целей, например широкого класса пропеллерных (винтокрылых) пилотируемых и беспилотных аппаратов, перемещающихся в воздухе, на земле и на воде, а также функционирующих неподвижных вертолетов, квадрокоптеров, экранопланов и катеров-амфибий.

Известен способ радиоконтроля радиомолчащих объектов [1], заключающийся в том, что выбирают передатчик, излучающий радиосигнал с расширенным спектром, синхронно принимают решеткой антенн многолучевой радиосигнал, включающий прямой радиосигнал передатчика и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика, синхронно преобразуют ансамбль принятых антеннами радиосигналов в цифровые сигналы, из цифровых сигналов формируют прямой и сжатые рассеянные сигналы, сравнивают прямой и рассеянные сигналы и определяют временные задержки, доплеровские сдвиги и направления прихода рассеянных сигналов, по временным задержкам, доплеровским сдвигам и направлениям прихода выполняют обнаружение и пространственную локализацию радиомолчащих объектов.

Данный способ не содержит операций подавления когерентной помехи в виде прямого радиосигнала передатчика и, как следствие, обеспечивает эффективное обнаружение только очень крупных близко расположенных объектов.

Более эффективным является способ радиоконтроля радиомолчащих объектов [2], свободный от этого недостатка и выбранный в качестве прототипа. Согласно этому способу:

выбирают радиопередатчик, излучающий непрерывный монохроматический или амплитудно-модулированный сигнал,

когерентно принимают решеткой антенн многолучевой сигнал, включающий прямой сигнал передатчика и рассеянные объектами сигналы этого передатчика,

синхронно преобразуют ансамбль принятых антеннами сигналов в цифровые сигналы,

из цифровых сигналов формируют очищенные от прямого сигнала передатчика сигналы,

по очищенным сигналам определяют и запоминают число принятых рассеянных сигналов, а также соответствующие каждому рассеянному сигналу доплеровский сдвиг частоты и комплексное амплитудно-фазовое распределение,

по которым определяют азимутально-угломестные направления прихода каждого рассеянного сигнала,

выполняют обнаружение радиомолчащих объектов по значениям доплеровского сдвига и азимутально-угломестного направления приема рассеянных сигналов.

Способ-прототип содержит операции компенсации когерентной помехи в виде прямого радиосигнала передатчика и, как следствие, обеспечивает более высокую чувствительность при обнаружении сигналов. Это приводит к существенному увеличению потока принятых полезных и мешающих сигналов, включая поток сигналов, рассеянных широким классом контролируемых объектов, а также поток мощных прямых и множества отраженных от земной инфраструктуры компонент сигнала передатчика подсвета и большого количества сигналов других неконтролируемых источников, работающих на частоте, совпадающей с частотой приема.

В то же время у способа-прототипа отсутствуют операции анализа эхо-сигналов доплеровской сигнатуры контролируемых объектов, что не позволяет осуществить распознавание и селекцию полезных сигналов целей на фоне помех и, как следствие, на практике существенно снижает вероятность обнаружения и не позволяет осуществить классификацию широкого класса радиомолчащих объектов.

Таким образом, недостатком способа-прототипа является низкая вероятность обнаружения и отсутствие возможности классификации радиомолчащих объектов.

Техническим результатом изобретения является повышение вероятности обнаружения и обеспечение возможности классификации радиомолчащих объектов.

Повышение вероятности обнаружения и обеспечение возможности классификации радиомолчащих объектов достигается за счет:

- использования дополнительной информации о тонкой структуре эхо-сигналов доплеровской сигнатуры объектов (основного доплеровского эхо-сигнала от корпуса объекта и дополнительных эхо-сигналов микродоплеровской сигнатуры объекта);

- применения новых операций формирования эхо-сигналов доплеровской сигнатуры объектов, реализующих сравнение и объединение рассеянных сигналов на основе частотной (доплеровский сдвиг) и угловой (амплитудно-фазовое распределение принятых решеткой антенн сигналов) информации.

Технический результат достигается тем, что в способе радиоконтроля радиомолчащих объектов, заключающемся в том, что выбирают радиопередатчик, излучающий непрерывный монохроматический или амплитудно-модулированный сигнал, когерентно принимают решеткой антенн многолучевой сигнал, включающий прямой сигнал передатчика и рассеянные подвижными объектами сигналы этого передатчика, синхронно преобразуют ансамбль принятых антеннами сигналов в цифровые сигналы, из цифровых сигналов формируют очищенные от прямого сигнала передатчика сигналы, по очищенным сигналам определяют и запоминают число принятых рассеянных сигналов, а также соответствующие каждому рассеянному сигналу доплеровский сдвиг частоты и комплексное амплитудно-фазовое распределение (АФР), согласно изобретению сравнивают рассеянные сигналы и сигналы с отличающимися доплеровскими сдвигами частоты, но совпадающими АФР объединяют в многочастотный сигнал с симметричным спектром, который идентифицируют как эхо-сигнал доплеровской сигнатуры обнаруженного объекта, по эхо-сигналам доплеровской сигнатуры определяют азимутально-угломестное направление, бистатическую скорость и осуществляют классификацию обнаруженных объектов.

Операции способа поясняются чертежами:

Фиг. 1. Структурная схема устройства, реализующего предложенный способ радиоконтроля радиомолчащих объектов;

Фиг. 2. Эхо-сигналы доплеровской сигнатуры пропеллерного самолета:

а) подвижный объект; б) неподвижный объект;

Фиг. 3. Эхо-сигналы доплеровской сигнатуры вертолета:

а) подвижный объект; б) неподвижный объект;

Фиг. 4. Эффективность применения эхо-сигналов доплеровской сигнатуры при обнаружении и пеленговании пропеллерного самолета.

Устройство (фиг. 1), в котором реализуется предложенный способ, включает последовательно соединенные антенную систему 1, N - канальный преобразователь частоты (ПРЧ) 2, N - канальное устройство квадратурной дискретизации 3, вычислитель 4 и устройство отображения 5.

В свою очередь вычислитель 4 включает устройство компенсации когерентных помех 4-1, устройство обнаружения и классификации 4-2.

Устройства 4-1 и 4-2 могут быть выполнены в одноканальном или многоканальном вариантах. Рассмотрим многоканальный вариант, обеспечивающий максимально возможное быстродействие обнаружения и классификации радиомолчащих объектов.

Антенная система 1 содержит N антенн с номерами n=1…N, объединенных в решетку. Антенная решетка может быть произвольной пространственной конфигурации: плоской прямоугольной, плоской кольцевой или объемной, в частности конформной.

Полоса пропускания каждого канала многоканального ПРЧ 2 обеспечивает одновременный прием радиосигнала передатчика. Кроме того, ПРЧ 2 и устройство 3 выполнены с общим опорным генератором, который обеспечивает когерентный прием радиосигналов. Для периодической калибровки каналов по внешнему источнику сигнала с целью устранения их амплитудно-фазовой неидентичности ПРЧ 2 обеспечивает подключение одной из антенн вместо всех антенн решетки. Возможна калибровка по внутреннему источнику сигнала. При этом может быть использован генератор шума, выход которого также может подключаться вместо всех антенн для периодической калибровки каналов. Если разрядность и быстродействие АЦП, входящих в состав устройства 3, достаточны для непосредственного аналого-цифрового преобразования входных сигналов, то вместо ПРЧ 2 могут использоваться частотно избирательный полосовой фильтр и усилитель. Другими словами, аналоговая часть устройства, реализующего предлагаемый способ, может быть построена по принципу прямого усиления.

Устройство, реализующее предложенный способ, работает следующим образом.

Многолучевой радиосигнал, включающий прямой радиосигнал выбранного передатчика, излучающего непрерывный монохроматический или амплитудно-модулированный радиосигнал, и рассеянные объектами радиосигналы этого передатчика когерентно принимаются решеткой 1, включающей N антенн. Принятый каждой антенной решетки 1 зависящий от времени t суммарный радиосигнал xn(t) в ПРЧ 2 когерентно переносится на более низкую частоту.

Сформированный в ПРЧ 2 ансамбль принятых радиосигналов xn(t) синхронно преобразуется в устройстве 3 в ансамбль комплексных цифровых сигналов x n z ' , где z - номер временного отсчета сигнала.

Комплексные цифровые сигналы x n z ' синхронно регистрируются на заданном временном интервале в устройстве компенсации когерентных помех 4-1.

Кроме того, в устройстве 4-1 из цифровых сигналов формируются очищенные от прямого сигнала передатчика сигналы.

Формирование очищенных сигналов осуществляется известными способами, например [2]. При этом выполняются следующие действия:

- формируется и запоминается комплексный частотный спектр каждого цифрового сигнала x n z ' ;

- определяются значения максимумов модуля каждого комплексного частотного спектра;

- сравниваются значения максимумов модуля каждого комплексного частотного спектра с порогом, при превышении порога фиксируется номер m превысившего порог максимума.

Значение порога выбирается исходя из минимума вероятности ложной тревоги;

- идентифицируется соответствующая превысившему порог максимуму составляющая комплексного частотного спектра как сигнал когерентной помехи;

- находится и фиксируется значение амплитуды, частоты и фазы идентифицированного сигнала когерентной помехи;

- генерируются гармонические сигналы smz с соответствующими найденным значениями амплитуды, частоты и фазы;

- вычисляется очищенный от прямого сигнала передатчика сигнал каждой антенны x n z = x n z ' m M S m z , где М - число идентифицированных сигналов когерентной помехи.

Полученные N очищенных сигналов xnz поступают в устройство 4-2, где по очищенным сигналам определяется и запоминается число принятых рассеянных сигналов L, а также соответствующие каждому рассеянному сигналу доплеровский сдвиг частоты ω и комплексное АФР.

Комплексное АФР представляет собой векторный сигнал U = [ r n , n = 1, N ¯ ] T , где […]T означает операцию транспонирования, элементами которого являются соответствующие каждому ℓ-му рассеянному сигналу составляющие rnℓ комплексного частотного спектра ℓ-го рассеянного сигнала, принятого каждой антенной.

При этом в устройстве 4-2 выполняются следующие действия:

- формируется и запоминается комплексный частотный спектр очищенного сигнала xnz каждой антенны;

- усредняются по антеннам модули комплексных частотных спектров;

- определяются и фиксируются по максимумам усредненного модуля число принятых рассеянных сигналов L, значение доплеровского сдвига частоты ω каждого ℓ-го рассеянного сигнала и соответствующие каждому ℓ-му рассеянному сигналу значения составляющих rnℓ на частоте ω комплексного частотного спектра сигнала, принятого каждой антенной.

После этого в устройстве 4-2 сравниваются рассеянные сигналы и сигналы с отличающимися доплеровскими сдвигами частоты, но совпадающими АФР объединяются в многочастотный сигнал с симметричным спектром.

Отметим, что сравнение и объединение рассеянных сигналов осуществляется на основе частотной и комплексной амплитудно-фазовой информации, выполняется в два этапа.

На первом этапе используется отмеченный ранее факт, что эхо-сигналы объекта за счет вибрации или вращения отдельных частей его конструкции приобретают характерную для амплитудной или частотной модуляции сигналов симметричную структуру частотного спектра, состоящую из основного эхо-сигнала от корпуса объекта и симметрично расположенных дополнительных эхо-сигналов нижней и верхней боковых полос, возникающих за счет модуляции основного эхо-сигнала.

На втором этапе используется тот факт, что рассеянные объектом сигналы (основной эхо-сигнал от корпуса объекта и дополнительные эхо-сигналы) совпадают по направлению прихода или, что эквивалентно, имеют совпадающие АФР.

На первом этапе выполняются следующие действия:

- сравниваются рассеянные сигналы и отбираются рассеянные сигналы с удовлетворяющими следующим условиям частотами: ωkm, | ω ω k + ω m 2 | δ , δ1≤(ωk)≤δ2, δ1≤(ωm)≤δ2, k, ℓ, m=1, …, L, где δ, δ1, δ2 - порог по частоте, значение которого выбирается исходя из минимума вероятности пропуска сигнала.

Физически эту операцию можно рассматривать как объединение отдельных рассеянных сигналов в группы многочастотных сигналов с симметричным спектром. Для каждой группы характерно наличие основного эхо-сигнала с центральной частотой ωℓ, а также двух и более сигналов, симметрично расположенных на частотах ωk и ωm;

- сравнивается с порогом значение модуля доплеровского сдвига частоты |ω|основного эхо-сигнала каждого отобранного сигнала и принимается решения о наличии подвижного объекта при |ω|>Δω и неподвижного объекта при |ω|≤Δm.

Порог Δm выбирается исходя из минимизации вероятности ошибки определения типа объекта. При этом необходимо учитывать, что при высоком отношении сигнал/шум модуль доплеровского сдвига частоты |ω| основного эхо-сигнала неподвижного объекта равен нулю. В то же время модуль доплеровского сдвига частоты |ω| основного эхо-сигнала подвижного объекта имеет положительные значения для приближающегося объекта и отрицательные - для удаляющегося.

Пример эхо-сигналов доплеровской сигнатуры в координатах "спектр мощности-доплеровский сдвиг частоты" подвижного (приближающегося) а) и неподвижного б) пропеллерного самолета приведен на фиг. 2. Пример эхо-сигналов доплеровской сигнатуры подвижного (удаляющегося) а) и неподвижного б) вертолета приведен на фиг. 3.

На втором этапе сравниваются с порогом ρ коэффициенты взаимной корреляции составляющих rnℓ, rnk, rnm комплексных частотных спектров отобранных сигналов каждого подвижного объекта n r n r n k n | r n | 2 n | r n k | 2 ρ , n r n r n m n | r n | 2 n | r n m | 2 ρ и составляющих rnk, rnm комплексных частотных спектров отобранных сигналов каждого неподвижного объекта n r n k r n m n | r n k | 2 n | r n m | 2 ρ . При превышении порога принимается решение об объединении отобранных сигналов. Порог по корреляции ρ выбирается исходя из минимизации вероятности ложной тревоги, а ()* - означает комплексное сопряжение.

Отличие операций проверки уровня корреляции составляющих комплексных частотных спектров отобранных сигналов подвижных и неподвижных объектов обусловлено тем, что, как отмечалось ранее, для неподвижного объекта характерно равное или близкое к нулю значение доплеровского сдвига частоты ω основного доплеровского эхо-сигнала от корпуса объекта (составляющих rnℓ) и, как следствие, существенное его маскирование прямым сигналом передатчика подсвета и отражениями от других неподвижных крупных объектов. В связи с этим для неподвижного объекта корреляция составляющих rnℓ с составляющими rnk и rnm мало информативна.

Отметим, что на данном этапе можно было предварительно найти по комплексным АФР, описываемым значениями составляющих rnℓ, rnk, rnm, направления прихода сравниваемых сигналов и объединить сигналы, приходящие из одного направления. Однако операции формирования и сравнения с порогом коэффициентов взаимной корреляции АФР требуют меньших вычислительных затрат по сравнению с операциями определения направлений прихода сравниваемых сигналов и, как следствие, существенно повышают быстродействие данного этапа обработки сигналов [3]. После этого в устройстве 4-2 выполняются следующие действия:

- каждый сформированный многочастотный сигнал с симметричным спектром идентифицируется как эхо-сигнал доплеровской сигнатуры обнаруженного объекта.

Для выполнения последующих операций идентифицированные эхо-сигналы доплеровской сигнатуры подвижных и неподвижных объектов фиксируются совместно с их параметрами (составляющие rnk, rnℓ, rnm комплексного частотного спектра, а также значения доплеровского сдвига частоты ω основного доплеровского эхо-сигнала и значения доплеровских сдвигов частоты ωk, ωm дополнительных эхо-сигналов микродоплеровской сигнатуры объекта).

Отметим, описанные операции обработки сигналов являются ключевыми при распознавании и селекции полезных сигналов целей на фоне помех и, как следствие, повышении вероятности обнаружения и обеспечении возможности классификации широкого класса радиомолчащих объектов;

- по эхо-сигналам доплеровской сигнатуры определяется азимутально-угломестное направление, бистатическая скорость и осуществляется классификация каждого обнаруженного объекта.

При определении азимутально-угломестных направлений прихода, например, с использованием известного способа [3] по идентифицированным эхо-сигналам доплеровской сигнатуры объектов (сигналы rnℓ в случае подвижного объекта и сигналы rnk или rnm в случае неподвижного объекта) синтезируется комплексный двумерный угловой спектр, по максимумам модуля которого определяется азимутально-угломестное направление прихода (α, β) эхо-сигнала обнаруженного объекта, где α - азимут, а β - угол места.

Сравнительная эффективность обнаружения и пеленгования эхо-сигнала реального малоразмерного пропеллерного самолета при использовании предложенного способа и способа-прототипа иллюстрируется фиг. 4.

Из фиг. 4 видно, что в отличие от способа-прототипа предложенный способ благодаря операциям распознавания и селекции полезных эхо-сигналов движущегося объекта обеспечивает их эффективное обнаружение и пеленгование на фоне интенсивного потока шумов и помех. Это существенно повышает вероятность обнаружения и пеленгования радиомолчащих объектов и, как следствие, обеспечивает возможность их последующей классификации.

Бистатическая скорость определяется по формуле ϑb=λω/2, где λ - длина волны радиосигнала подсвета [2]. Для приведенного на фиг. 2а случая имеем ω=100 Гц. При λ=0,5 м получаем ϑb=0,5-100/2=25 м/с=90 км/ч.

Для приведенного на фиг. 3а случая имеем ω=- 180 Гц. При λ=0,5 м получаем ϑb=0,5·180/2=45 м/с=162 км/ч.

При классификации обнаруженных объектов в устройстве 4-2 выполняются следующие действия:

- сравниваются с порогом значения угломестного направления прихода β эхо-сигнала доплеровской сигнатуры каждого обнаруженного неподвижного объекта и принимаются решения о наличии:

воздушного неподвижного (зависшего) объекта при β>Δβ;

наземного неподвижного объекта при β≤Δβ;

- сравниваются с порогом значения угломестного направления прихода β эхо-сигнала доплеровской сигнатуры каждого обнаруженного подвижного объекта и принимаются решения о наличии:

воздушного подвижного объекта при β>Δβ;

наземного подвижного объекта при β≤Δβ.

Пороги Δω и Δβ выбираются исходя из минимизации вероятности ошибки определения типа объекта.

- эхо-сигналы доплеровской сигнатуры подвижных воздушных и наземных объектов преобразуются в эхо-сигналы с нулевым значением доплеровского сдвига частоты ω основного эхо-сигнала от корпуса объекта.

Преобразование осуществляется путем смещения на нулевую частоту эхо-сигнала доплеровской сигнатуры каждого обнаруженного подвижного объекта. При этом компенсируется не информативный на последующем этапе классификации доплеровский сдвиг ω основного эхо-сигнала от корпуса объекта и обеспечивается возможность классификации объектов по эхо-сигналам микродоплеровской сигнатуры, содержащим уникальную информацию о типе каждого обнаруженного объекта.

Для приведенного на фиг. 2а случая величина доплеровского сдвига основного эхо-сигнала от корпуса самолета, которая должна быть скомпенсирована, имеет положительное значение (объект приближается) и равна ω=100 Гц.

Для приведенного на фиг. 3а случая величина доплеровского сдвига основного эхо-сигнала от корпуса вертолета, которая должна быть скомпенсирована, имеет отрицательное значение (объект удаляется) и равна ω=-180 Гц.

Отметим, что для неподвижных объектов в данной операции нет необходимости, так как для них характерно нулевое значение доплеровского сдвига ω основного эхо-сигнала от корпуса объекта (фиг. 2б и фиг. 3б).

Следовательно, идентифицированные эхо-сигналы доплеровской сигнатуры неподвижных объектов фактически являются эхо-сигналами микродоплеровской сигнатуры и уже содержат уникальную информацию о типе каждого обнаруженного неподвижного объекта.

- по эхо-сигналам микродоплеровской сигнатуры осуществляется классификация обнаруженных объектов.

При этом эхо-сигналы микродоплеровской сигнатуры обнаруженных объектов (например, приведенных на фиг. 2б и фиг. 3б) сравниваются с предварительно сформированными для требуемых классов объектов эталонными эхо-сигналами микродоплеровской сигнатуры и по сигналам с максимальным совпадением определяется класс обнаруженного объекта.

В состав требуемых классов объектов, по которым предварительно формируются эталонные эхо-сигналы микродоплеровской сигнатуры, например, могут входить: самолет Як-54, самолет Су-26, вертолет Ми-1, вертолет Bell 47, квадрокоптер Parrot AR.Drone, катер-амфибия "Ямал 730".

Сравнение эхо-сигналов микродоплеровской сигнатуры или полученных на их основе собственных векторов и собственных значений осуществляется известными способами, например, корреляционным способом [4].

В устройстве 5 отображаются результаты радиоконтроля.

Таким образом, за счет применения новых операций, извлекающих дополнительную информацию о тонкой структуре электромагнитного поля эхо-сигналов доплеровской сигнатуры объектов (основного доплеровского эхо-сигнала от корпуса объекта и дополнительных эхо-сигналов микродоплеровской сигнатуры объекта), удается решить поставленную задачу с достижением технического результата.

Источники информации

1. US, патент, 6 703 968 В2, кл. G01S 13/87, 2004.

2. RU, патент, 2 429 501, кл. G01S 13/02, 2011.

3. RU, патент, 2 190 236, кл. G01S 5/04, 2002.

4. Р. Дуда, П. Харт. Распознавание образов и анализ сцен. Изд. "Мир", М., 1976.

Способ радиоконтроля радиомолчащих объектов, заключающийся в том, что выбирают радиопередатчик, излучающий непрерывный монохроматический или амплитудно-модулированный сигнал, когерентно принимают решеткой антенн многолучевой сигнал, включающий прямой сигнал передатчика и рассеянные подвижными объектами сигналы этого передатчика, синхронно преобразуют ансамбль принятых антеннами сигналов в цифровые сигналы, из цифровых сигналов формируют очищенные от прямого сигнала передатчика сигналы, по очищенным сигналам определяют и запоминают число принятых рассеянных сигналов, а также соответствующие каждому рассеянному сигналу доплеровский сдвиг частоты и комплексное амплитудно-фазовое распределение (АФР), отличающийся тем, что сравнивают рассеянные сигналы и сигналы с отличающимися доплеровскими сдвигами частоты, но совпадающими АФР объединяют в многочастотный сигнал с симметричным спектром, который идентифицируют как эхо-сигнал доплеровской сигнатуры обнаруженного объекта, по эхо-сигналам доплеровской сигнатуры определяют азимутально-угломестное направление, бистатическую скорость и осуществляют классификацию обнаруженных объектов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах скрытного контроля воздушного, наземного и надводного пространства с использованием неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения, излучающих сигналы с расширенным спектром.

Изобретение относится к средствам обнаружения скрытно вмонтированных в стены помещений электронных "подслушивающих" и "подсматривающих" устройств. Технический результат заключается в повышении достоверности обнаружения устройств несанкционированного съема речевой и визуальной информации, обеспечиваемое за счет повышенной информативности принимаемых сигналов.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для распознавания классов воздушно-космических объектов (ВКО) в радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение количества распознаваемых классов ВКО при достаточно высоком уровне вероятности правильного распознавания.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности микроволновой интерферометрии. Приемо-передающее устройство для фазометрических систем миллиметрового диапазона длин волн содержит генератор непрерывного зондирующего излучения, гетеродин, два смесителя, передающую и приемную антенны и волноводный тракт.

Изобретение относится к радиотехнике, преимущественно к радиолокации, в частности может быть использовано для зондирования квазимонохроматическими и дискретно-частотными сигналами стационарных, линейно рассеивающих электромагнитные волны объектов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности бортовым измерителям высоты полета, и может быть использовано в импульсно-доплеровских радиовысотомерах для систем управления полетом летательных аппаратов.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение предназначено для обеспечения первичной цифровой обработки сигналов в реальном масштабе времени во всех режимах работы бортовой радиолокационной станции (БРЛС).

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к техническим средствам обнаружения и может быть использовано для поиска радиоуправляемых взрывных устройств (РВУ). Достигаемый технический результат - повышение эффективность поиска РВУ за счет сокращения времени поиска. Указанный результат достигается за счет того, что нелинейный радиолокатор состоит из передатчика зондирующего сигнала, приемников второй и третьей гармоник зондирующего сигнала, настроенных на удвоенную и утроенную частоту сигнала передатчика соответственно, блока управления, блока обработки, пульта управления и индикации, генератора сигнала, фазовых детекторов, сравнивающего моста, блока антенн, частотного дальномера, лазерного целеуказателя с электронным поворотным устройством и микроконтроллера, соединенных между собой определенным образом. 2 ил.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС). Достигаемый технический результат - расширение угломестной зоны обзора или ее перемещения. Указанный результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, основанном на поочередном осмотре зоны обзора сторонами двухсторонней фазированной антенной решетки в процессе ее вращения вокруг вертикальной оси и электронном сканированием по углу места ε и азимуту β, расширяют или перемещают угломестную зону обзора путем дополнительного механического сканирования луча фазированной антенной решетки (ФАР) по углу места, изменяя наклон плоскости ФАР относительно ее оси вращения. Указанный технический результат достигается также тем, что радиолокационная станция для осуществления способа обзора пространства, содержащая двухстороннюю фазированную антенную решетку, выполненную с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и с двумерным электронным сканированием, а также механизм свертывания-развертывания, подвижная часть которого связана с ФАР, ФАР и механизм свертывания-развертывания выполнены с возможностью в процессе работы РЛС изменять и измерять угол наклона ФАР. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к области радиолокации, в частности к области ближней радиолокации, к которой принадлежат нелинейные радиолокаторы (НРЛ), осуществляющие поиск объектов, содержащих радиоэлектронные элементы. Достигаемый технический результат - однозначное измерение азимута в сверхширокополосном НРЛ, а также - увеличение разрешающей способности по азимуту. Указанные результаты достигаются тем, что в способе измерения угловых координат в нелинейном радиолокаторе, включающем измерение азимутальной координаты с помощью интерферометрического метода путем сравнения отраженных сигналов от объекта принятых одновременно по двум несовпадающим фазовым диаграммам направленности, для определения азимутальной координаты объекта поиска используют две независимые передающие антенны S1 и S2, представляющие собой вибраторы, излучающие ортогональные сигналы, расположенные на расстоянии а=2λ друг от друга, и две независимые приемные антенны 1 и 2, расположенные на расстоянии b=λ. Между каждой парой приемного и передающего вибраторов создается виртуальный приемный канал (K1, K2, K3, K4), запаздывание сигнала в каждом из которых соответствует запаздыванию в одиночном приемопередающем вибраторе, помещенном в середину базы между реальными вибраторами. Причем при соблюдении указанных расстояний между приемными и передающими вибраторами расстояние между виртуальными вибраторами составит величину λ/2. В приемные вибраторы приходит сигнал второй гармоники, спектр которого в два раза шире спектра сигнала первой гармоники, а центральная частота . Для обеспечения однозначного измерения азимутального направления на цель расстояние между приемными вибраторами должно быть в два раза меньше расстояния между передающими. Такая расстановка элементарных вибраторов обеспечивает формирование виртуальной апертуры в нелинейном радиолокаторе. Между каждой парой соседних виртуальных каналов измеряют разность фаз Δφ, в результате вычисляют среднее значение разности фаз Δφср и определяют угловое направление на цель по формуле: , где k=2π/λ - волновое число, d - расстояние между фазовыми центрами виртуальных антенн. 4 ил.

Изобретение относится к радиолокационным методам и может быть реализовано и применено в системах отождествления аэродинамических летательных аппаратов, использующих наряду с другими признаками векторный отличительный признак, именуемый импульсной характеристикой (ИХ) объекта и формируемый на основе когерентной обработки сигналов с перестройкой несущей частоты, называемых иначе сигналами с синтезом спектра. Достигаемый технический результат - повышение разрешающей способности по времени за счет двукратного синтезированного увеличения диапазона перестройки частоты на интервалах пространственно-углового замирания. Указанный технический результат достигается за счет того, что ИХ воздушного объекта (ВО), формируемая из отраженных сигналов с перестройкой частоты, практически не зависит от смещения диапазона перестройки Fnep частоты по шкале частот, так как при использовании частного диапазона от f0 до (f0+Fпер) или частотного диапазона от (f0+Fпер) до (f0+2Fпер) результат формирования ИХ при неизменности остальных условий для ВО любой сложности отличается несущественно, что позволяет сравнивать полученные на разных по расположению на шкале частот (но одинаковых по величине) диапазонах перестройки ИХ между собой для установления факта наличия или отсутствия углового перемещения ВО относительно локатора. При пространственно-угловом замирании ВО относительно локатора сформированные указанным способом абсолютные ИХ должны совпадать. В условиях интенсивного изменения ракурса локации ИХ должны отличаться ощутимо. При замирании ВО две пачки сигналов с перестройкой частоты предлагается соединять в одну и получать из нее ИХ повышенной информативности. 3 ил.

Изобретения относятся к области радиолокации, в частности к обзорным радиолокационным станциям (РЛС). Достигаемый технический результат - защита потребителя радиолокационной информации (РЛИ) от перегрузки за счет ограничения количества выдаваемых ему обнаруженных сигналов без существенных потерь в обнаружении целей. Указанный технический результат достигается за счет того, что выдаваемые потребителю РЛИ на текущем обзоре сигналы отбирают по результатам обнаружения на предыдущем обзоре следующим образом: на предыдущем обзоре для каждого обнаруженного сигнала вычисляют значение его уровня, приведенное к опорной дальности, и по завершении обзора упорядочивают эти сигналы по убыванию приведенного значения уровня; из полученного ряда в качестве порогового значения выбирают приведенное значение уровня сигнала с порядковым номером, равным заданному количеству обнаруженных сигналов; на текущем обзоре для каждого обнаруженного сигнала вычисляют приведенное к опорной дальности значение его уровня и сравнивают его с пороговым значением, принимают решение о передаче обнаруженного сигнала потребителю РЛИ, если приведенное значение его уровня равно или превышает пороговое значение. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям ближней радиолокации, в которые входят нелинейные радиолокаторы (НРЛ), осуществляющие поиск объектов, содержащих контактирующие металлические поверхности. Достигаемый технический результат - увеличение отношения сигнал/шум, а следовательно увеличение дальности и вероятности обнаружения объектов поиска. Указанный результат достигается за счет обработки отраженного от объекта поиска сигнала в спектральной области в узкой полосе частот с помощью межтактового некогерентного или когерентного накопления спектра отраженного сигнала от объекта поиска, причем зондирование объектов поиска происходит на двух несущих частотах ƒ1 и ƒ2, а обнаружение происходит за счет межтактового накопления спектра отраженного сигнала в окрестности комбинационных частот второго (ƒ2-ƒ1) и третьего (2⋅ƒ1-f2) порядков с предварительной установкой порога, вычисляемого по помеховой обстановке без объекта поиска, при этом начения несущих частот выбираются из условия получения более узкой диаграммы направленности при одинаковых размерах антенн, а сами значения полученных комбинационных частот отстроены от наиболее используемых частотных диапазонов, таких как сотовая связь и эфирное телевизионное вещание. Способ реализуется устройством, состоящим из двух передатчиков с передающими антеннами и двух приемных каналов, соответствующих обнаружению объектов поиска при нелинейном преобразовании второго (ƒ2-ƒ1) и третьего (2⋅ƒ1-ƒ2) порядков, каждый из которых состоит из последовательно соединенных приемника с полосовым фильтром, аналого-цифрового преобразователя, преобразователя в спектральную область, детектора, второй вход которого соединен с источником управляющего напряжения, накопителя, выходы накопителей двух каналов соединены с первым и вторым входами межканального накопителя с пороговым устройством, выход которого является выходом устройства. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области определения радиолокационных характеристик объектов - эффективной поверхности рассеяния (ЭПР) в режиме экспресс-анализа в условиях естественной фоновой обстановки штатными (принятыми в эксплуатацию), например, корабельными радиолокационными средствами и штатным надувным радиолокационным отражателем в реальных морских условиях. Устройство содержит радиолокационную станцию (РЛС); стандартный аттенюатор, встроенный в каскады усилителя промежуточной частоты, не подверженные воздействию временной регулировки усиления; эталон в виде штатного надувного радиолокационного отражателя и металлическую или металлизированную сетку. Достигаемый технический результат – проведение экспресс-измерения ЭПР объектов и ложных целей на естественном фоне, проведение тренировки и учения как на стоянке, так и в море, а также обеспечение подготовки и расстановки мишенной обстановки при оценке приоритетности выбора целей головками самонаведения противокорабельных ракет. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в бортовых радиолокационных станциях (БРЛС) с синтезированием апертуры антенны для распознавания надводных объектов (кораблей). Достигаемый технический результат - распознавание кораблей на морской поверхности вне зависимости от характеристик непосредственных радиолокационных (РЛ) отражений от элементов его конструкции, при этом характерной чертой способа является повышение вероятности правильного распознавания при увеличении волнения морской поверхности. Указанный результат достигается за счет того, что РЛ изображение участка морской поверхности с обнаруженной РЛ отметкой, свидетельствующей о наличие какого-либо объекта на морской поверхности, подвергается обработке с использованием эталонных матриц, содержащих изображения РЛ теней, образуемых кораблями и получаемых на основе информации о форме и положении корабля относительно БРЛС, а по результатам этой обработки выносится решение об идентичности обнаруженного объекта одному из входящих в заданный список кораблей, подлежащих распознаванию. 7 ил.

Изобретение относится к антеннам и может быть использовано на подвижных объектах, например самолетах, для обзора воздушного пространства и контроля загрязнения водной поверхности. Устройство содержит основание, зеркало, блок управления, блок антенный, включающий в себя расположенный на основании привод вращения зеркала по азимуту, выходная шестерня которого кинематически связана с зубчатым колесом, установленным на трубе, закрепленной в подшипниках основания, и расположенным соосно оси вращения зеркала по азимуту, привод наклона зеркала с выходной шестерней и вращающийся переход (вращпереход), состоящий из волновода и сверхвысокочастотного тракта. В верхней части трубы неподвижно закреплена вилка. Внутри трубы установлен корпус со встроенным в него волноводом, являющимся вращающейся частью бесконтактного сверхвысокочастотного перехода. Неподвижная часть вращперехода закреплена внутри втулки, на внешней стороне которой вдоль оси втулки расположена зубчатая рейка, кинематически связанная с выходной шестерней размещенного на основании привода наклона зеркала. Во внутренней части втулки закреплены подшипники, внутренние подвижные кольца которых установлены на нижней части корпуса. Центрирование по окружности верхней части корпуса осуществляется подшипниками, установленными в сквозных пазах, расположенных по окружности трубы вдоль ее оси вращения, и в совпадающих с ними пазах на наружной части корпуса. Боковые поверхности подшипников касаются боковых поверхностей пазов трубы и, соответственно, боковых поверхностей пазов корпуса, внешние же кольца этих подшипников обкатывают, соответственно, внутренние поверхности пазов корпуса в том же направлении. В соосно расположенных отверстиях боковых частей вилки, в подшипниках, установлены валы с закрепленным на них кронштейном, ось наклона которого перпендикулярна оси вращения зеркала по азимуту. На одном конце кронштейна установлено зеркало, а на противоположном конце размещен противовес, выполненный в виде планки с центральным отверстием, в котором закреплен стержень. Консольная часть стержня вставлена в отверстие муфты с роликами, расположенными симметрично относительно стержня в вертикальной плоскости, а в горизонтальной плоскости муфта закреплена с двух сторон симметрично относительно стержня в подшипниках, установленных на скобе держателя, неподвижно закрепленного на верхней части корпуса. Технический результат заключается в улучшении балансировки подвижного зеркала антенны и упрощении конструкции всего антенного устройства. 5 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при обзоре пространства в радиолокационных станциях (РЛС) с фазированными антенными решетками (ФАР). Достигаемый технический результат - сохранение дальности действия РЛС с ФАР в условиях воздействия активных шумовых помех (АШП) при ограниченных энергетических затратах на обзор зоны пространства. Указанный технический результат достигается тем, что обзор пространства основан на взаимодействии разнесенных в пространстве РЛС с ФАР, при этом в процессе обзора РЛС обмениваются информацией о помеховой обстановке, измеренной в каждом угловом направлении зоны обзора. В угловых направлениях, в которых обеспечивается обнаружение целей на требуемой дальности, обзор пространства осуществляется однопозиционной РЛС с ФАР с учетом обеспечения минимума энергетических затрат. Угловые направления, в которых действует постановщик активных помех (ПАП), обзор пространства осуществляется разнесенными РЛС с ФАР в пассивном режиме работы, при этом уточняются и выдаются координаты ПАП в общую информационную систему. В угловых направлениях с "непреодолимой" по мощности помехой, в которых плотность потока мощности ПАП не обеспечивает обнаружение цели на требуемой дальности, обзор пространства осуществляется разнесенными РЛС. Активная РЛС производит обнаружение воздушного объекта на максимальной дальности в условиях воздействия АШП. Область пространства, где обнаружение воздушных объектов в условиях воздействия активных шумовых помех однопозиционной РЛС невозможно, сканируется РЛС, работающей в пассивном режиме. При этом выбирается одна бистатическая РЛС, осуществляющая обзор максимального количества элементов разрешения с заданным качеством обнаружения, но не превышающая выделенный энергетический ресурс. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах скрытного контроля воздушного, наземного и надводного пространства с использованием неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения, излучающих монохроматические или амплитудно-модулированные сигналы. Достигаемый технический результат изобретения - повышение вероятности обнаружения и обеспечение возможности классификации радиомолчащих объектов. Указанный результат достигается за счет использования дополнительной информации о тонкой структуре эхо-сигналов доплеровской сигнатуры объектов и применения новых операций, реализующих сравнение и объединение рассеянных сигналов на основе частотной и угловой информации. 4 ил.

Наверх