RU2038607C1 - Method of measurement of elevation of low-altitude targets - Google Patents

Method of measurement of elevation of low-altitude targets Download PDF

Info

Publication number
RU2038607C1
RU2038607C1 SU5030473A RU2038607C1 RU 2038607 C1 RU2038607 C1 RU 2038607C1 SU 5030473 A SU5030473 A SU 5030473A RU 2038607 C1 RU2038607 C1 RU 2038607C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elevation
antennas
vertical
target
signals
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Борисович Бахвалов
Андрей Сергеевич Жуков
Петр Васильевич Овсянников
Дмитрий Геннадьевич Белогуров
Олег Николаевич Хомяков
Original Assignee
Валентин Борисович Бахвалов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валентин Борисович Бахвалов filed Critical Валентин Борисович Бахвалов
Priority to SU5030473 priority Critical patent/RU2038607C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2038607C1 publication Critical patent/RU2038607C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radiolocation. SUBSTANCE: method provides for radiation and reception of pulse radar signals by two similar antennas polarized in linear symmetry, matching of phase centers of antennas and turning of one of them through 90 deg in plane of aperture. Then measurement of phase shift of received signals of vertical and horizontal polarization is conducted and elevation angle is found by solution of transcendental equation determining relation of this phase shift to elevation angle of target by known parameters of radar and earth surface close to antenna. EFFECT: enhanced authenticity of method. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в маловысотных наземных РЛС для измерения углов места воздушных целей в секторе малых углов места над землей. The invention relates to radar and can be used in low-altitude ground-based radars for measuring elevation angles of air targets in the sector of small elevation angles above the ground.

Известен способ измерения углов места, используемый в угломерном устройстве радиолокационной станции, который содержит прием радиолокационных сигналов тремя разнесенными по высоте антеннами и измерение сдвигов фаз принятых сигналов [1] Результаты измерения сдвигов фаз используют для определения угла места воздушной цели или иного источника радиоизлучения. A known method of measuring elevation angles used in the goniometer device of a radar station, which contains the reception of radar signals by three spaced apart antennas and measuring the phase shifts of the received signals [1] The results of the measurement of phase shifts are used to determine the elevation angle of an air target or other source of radio emission.

Однако используемая для реализации этого способа антенная система состоит из трех разнесенных по высоте антенн и, следовательно, громоздка и имеет большой вертикальный размер. However, the antenna system used to implement this method consists of three antennas spaced apart in height and, therefore, is bulky and has a large vertical size.

Известен также способ определения высоты или угла места, используемый в РЛС с качающейся диаграммой направленности антенны, который содержит излучение и прием импульсных радиолокационных сигналов с помощью приемопередающей антенны, имеющей узкую угломестную диаграмму направленности и качающейся в вертикальной плоскости. There is also a method of determining the altitude or elevation angle used in a radar with a swinging radiation pattern of the antenna, which contains radiation and reception of pulsed radar signals using a transceiver antenna having a narrow elevation radiation pattern and swings in the vertical plane.

Недостатком способа является то, что при работе в секторе малых углов места антенна РЛС принимает как прямые эхо-сигналы цели, так и эхо-сигналы цели, отраженные от земли. Последние мешают работе РЛС, снижают точность измерения угла места маловысотных целей, а при очень малых углах места приводят к срыву работы РЛС. Кроме того, данный способ содержит технически сложную операцию вращения антенны по углу места. The disadvantage of this method is that when operating in the sector of small elevation angles, the radar antenna receives both direct target echoes and target echoes reflected from the ground. The latter interfere with the operation of the radar, reduce the accuracy of measuring the elevation angle of low-altitude targets, and at very small elevation angles lead to disruption of the radar. In addition, this method contains a technically complex operation of rotating the antenna in elevation.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения угла места и сопровождения целей в угломестной плоскости, используемый в моноимпульсной радиолокационной системе фазовой пеленгации, который содержит излучение и прием импульсных радиолокационных сигналов с помощью двух одинаковых симметричных разнесенных по высоте антенн, связанных с передатчиком при передаче и с двумя приемниками при приеме сигналов, фазовое детектирование принятых сигналов и использование сигнала рассогласования с выхода фазового детектора для управления электродвигателем, автоматически вращающим антенную систему в вертикальной плоскости при сопровождении цели по углу места [3] При этом угол места цели определяют по текущему угломестному положению антенной системы. Антенны такой радиолокационной системы направлены одинаково и излучают радиоволны одинаковой (например, вертикальной) поляризации. Информация об угле места цели содержится в фазах принимаемых эхо-сигналов. Когда ось антенной системы точно направлена на цель, сигнал рассогласования на выходе фазового детектора равен нулю и электродвигатель не вращает антенную систему. При отклонении цели по углу места от направления оси антенны появляется сигнал рассогласования, который вызывает вращение электродвигателя и антенн по углу места до совпадения оси антенной системы с направлением на цель. Closest to the invention is a method of measuring the elevation angle and tracking targets in the elevation plane, used in a monopulse phase direction finding radar system, which contains the emission and reception of pulsed radar signals using two identical symmetric height-spaced antennas associated with the transmitter during transmission and with two receivers when receiving signals, phase detection of the received signals and the use of the error signal from the output of the phase detector to control I have an electric motor that automatically rotates the antenna system in a vertical plane while tracking the target in elevation [3] In this case, the elevation angle of the target is determined by the current elevation position of the antenna system. The antennas of such a radar system are directed identically and emit radio waves of the same (for example, vertical) polarization. Information about the elevation angle of the target is contained in the phases of the received echo signals. When the axis of the antenna system is precisely aimed at the target, the error signal at the output of the phase detector is zero and the electric motor does not rotate the antenna system. When the target deviates in elevation from the direction of the antenna axis, a mismatch signal appears, which causes the motor and antennas to rotate in elevation until the axis of the antenna system coincides with the direction to the target.

Однако для реализации способа-прототипа необходима антенная система из двух разнесенных по высоте антенн, которая громоздка и имеет большой вертикальный размер. Кроме того, данный способ почти не позволяет измерять углы места маловысотных целей в секторе малых углов места от нуля до половины угломестной ширины диаграммы направленности антенны. При этом измерение угла места цели производится с большими ошибками, а при горизонтальном направлении оси антенн измерение угла места и угломестное сопровождение цели становится невозможным. Это объясняется тем, что в секторе малых углов места антенны РЛС принимают приходящие от цели эхо-сигналы прямых и отраженных от земли радиоволн одновременно. Отраженные от земли эхо-сигналы цели искажают фазы прямых эхо-сигналов и содержащуюся в этих фазах информацию об угле места цели. Недостатком прототипа является также наличие технически сложной операции вращения антенной системы по углу места. However, to implement the prototype method, an antenna system of two antennas spaced apart in height is required, which is bulky and has a large vertical size. In addition, this method almost does not allow to measure the elevation angles of low-altitude targets in the sector of small elevation angles from zero to half the elevation width of the antenna pattern. In this case, the measurement of the elevation angle of the target is made with large errors, and with the horizontal direction of the axis of the antennas, measurement of the elevation angle and elevation tracking of the target becomes impossible. This is explained by the fact that in the sector of small elevation angles, radars receive echo signals coming from the target of direct and reflected radio waves from the earth at the same time. The target echoes reflected from the ground distort the phases of the direct echoes and the information contained in these phases about the elevation angle of the target. The disadvantage of the prototype is also the presence of a technically complex operation of rotating the antenna system in elevation.

Техническими задачами изобретения являются уменьшение вертикального размера используемой антенной системы за счет совмещения апертур двух антенн, устранение сложной операции вращения антенной системы по углу места, а также обеспечение возможности измерения углов места маловысотных целей в секторе малых углов места над землей и повышение точности измерений в этом секторе за счет устранения вредного влияния отраженных от земли эхо-сигналов цели и использование этих сигналов для достижения положительного эффекта. The technical objectives of the invention are to reduce the vertical size of the used antenna system by combining the apertures of two antennas, eliminating the complex operation of rotating the antenna system in elevation, and also providing the ability to measure elevation angles of low-altitude targets in the sector of small elevation angles above the ground and improving measurement accuracy in this sector by eliminating the harmful effects of target echoes reflected from the ground and using these signals to achieve a positive effect.

Для этого в способе измерения угла места маловысотных целей, содержащем излучение и прием импульсных радиолокационных сигналов с помощью двух одинаковых симметричных горизонтально направленных линейно поляризованных антенн, связанных с передатчиком при передаче и с двумя приемниками при приеме сигналов, фазовые центры антенн совмещают и одну из них поворачивают на 90о в плоскости апертуры, измеряют сдвиг фаз Δ φ принимаемых сигналов вертикальной и горизонтальной поляризации на выходе приемников, а угол места цели θ определяют путем решения следующего трансцендентного уравнения:
2arg

Figure 00000001
×
× e
Figure 00000002
+e
Figure 00000003
Figure 00000004

2arg
Figure 00000005
e
Figure 00000006

+ e
Figure 00000007
Figure 00000008
Δφ 0, (1) где ε σ и hн относительная диэлектрическая проницаемость, проводимость и средняя высота мелкомасштабных неровностей земной поверхности соответственно;
λ длина волны;
h высота подъема фазового центра антенны над землей;
arg обозначение операции вычисления аргумента комплексного числа.To do this, in the method for measuring the elevation angle of low-altitude targets, containing radiation and receiving pulsed radar signals using two identical symmetric horizontally directed linearly polarized antennas connected to the transmitter during transmission and two receivers when receiving signals, the phase centers of the antennas are combined and one of them is rotated 90 in the plane of the aperture, measured phase shift Δ φ of the received signals vertical and horizontal polarization at the output of the receivers, and the target elevation angle θ is determined by p sheniya following transcendental equation:
2arg
Figure 00000001
×
× e
Figure 00000002
+ e
Figure 00000003
Figure 00000004

2arg
Figure 00000005
e
Figure 00000006

+ e
Figure 00000007
Figure 00000008
Δφ 0, (1) where ε σ and h n are the relative permittivity, conductivity and average height of small-scale irregularities of the earth’s surface, respectively;
λ wavelength;
h the height of the phase center of the antenna above the ground;
arg designates the operation of computing the argument of a complex number.

На фиг. 1 показана упрощенная структурная схема реализующего способ устройства; на фиг. 2 зависимость сдвига фаз Δ φ от угла места цели θ в рабочем секторе РЛС. In FIG. 1 shows a simplified block diagram of a device implementing the method; in FIG. 2 the dependence of the phase shift Δ φ on the elevation angle of the target θ in the working sector of the radar.

Реализующая предложенный способ РЛС содержит антенны вертикальной 1 и горизонтальной 2 поляризации, фазовые центры которых совпадают, антенный переключатель 3, подключающий антенны к передатчику 4 при передаче зондирующих сигналов и к соответствующим приемникам вертикальной 5 и горизонтальной 6 поляризации при приеме эхо-сигналов цели, фазометр 7, измеряющий сдвиг фаз Δ φ напряжений

Figure 00000009
,
Figure 00000010
на выходе приемников 5 и 6 сигналов вертикальной и горизонтальной поляризации соответственно, и спецвычислитель 8, определяющий по измеренному сдвигу фаз Δ φ угол места цели θ путем решения трансцендентного уравнения (1) на интервале угломестного рабочего сектора РЛС. При этом полагается, что входящие в уравнение (1) длина волны λ высота h подъема над землей фазового центра антенн, относительная диэлектрическая проницаемость ε, проводимость σ и средняя высота hн мелкомасштабных неровностей земной поверхности (высота травяного покрова, кустарника, волн на море и т.п.) вблизи РЛС известны или заранее измерены каким-либо известным способом. Антенная система рассматриваемой РЛС может быть выполнена в виде антенной решетки из симметричных вертикальных и горизонтальных вибраторов (на фиг. 1 показаны один вертикальный и один горизонтальный вибраторы). Приемники 5 и 6 должны иметь идентичные фазовые характеристики. Возможность практической реализации предложенного способа подтверждается тем, что показанные на фиг. 1 используемые элементы РЛС: передатчик 4, приемники 5, 6 и фазометр 7 представляют собой обычные известные устройства, серийно выпускаемые отечественной промышленностью, а в качестве спецвычислителя 8 можно использовать обычную микроЭВМ.Implementing the proposed radar method includes vertical 1 and horizontal 2 polarization antennas, the phase centers of which coincide, an antenna switch 3 connecting the antennas to the transmitter 4 when transmitting sounding signals and to the corresponding vertical 5 and horizontal 6 polarization receivers when receiving target echoes, phase meter 7 measuring phase shift Δ φ of stress
Figure 00000009
,
Figure 00000010
at the output of the receivers 5 and 6 of the signals of vertical and horizontal polarization, respectively, and a special calculator 8, which determines the angle of the target θ from the measured phase shift Δ φ by solving the transcendental equation (1) on the interval of the elevation working sector of the radar. It is assumed that the wavelength λ included in Eq. (1) is the height h of the antenna phase center above the ground, the relative permittivity ε, the conductivity σ and the average height h n of small - scale irregularities of the earth’s surface (the height of the grass cover, shrub, waves at sea and etc.) near the radar station are known or previously measured in any known manner. The antenna system of the considered radar can be made in the form of an antenna array of symmetrical vertical and horizontal vibrators (in Fig. 1 shows one vertical and one horizontal vibrators). Receivers 5 and 6 should have identical phase characteristics. The possibility of practical implementation of the proposed method is confirmed by the fact that shown in FIG. 1 used radar elements: transmitter 4, receivers 5, 6 and phase meter 7 are conventional known devices commercially available from the domestic industry, and as a special calculator 8 you can use a conventional microcomputer.

Антенная система РЛС излучает и принимает как прямые, так и отраженные от земли вертикально и горизонтально поляризованные радиоволны. При этом отраженные от земли радиоволны эхо-сигналов цели, мешающие работе прототипа, в данном случае принципиально необходимы и используются для достижения положительного эффекта. Комплексные амплитуды напряжений

Figure 00000011
,
Figure 00000012
принимаемых эхо-сигналов цели на выходах приемников 5 и 6 определяются следующими формулами:
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
F 2 в (θ)
Figure 00000016
×
×
Figure 00000017
e
Figure 00000018
+ e
Figure 00000019
×
×
Figure 00000020
Figure 00000021
(2) на выходе приемника вертикальной поляризации 5 и
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
F 2 г (θ)
Figure 00000025
×
×
Figure 00000026
e
Figure 00000027
+ e
Figure 00000028
×
×
Figure 00000029
Figure 00000030
(3) на выходе приемника горизонтальной поляризации 6, где
Figure 00000031
,
Figure 00000032
комплексные коэффициенты усиления приемников 5 и 6 (приемники одинаковы);
λ длина волны;
Gмв, Gмг -максимальные коэффициенты усиления антенн вертикальной и горизонтальной поляризации;
r наклонная дальность от точки расположения антенной системы на поверхности земли до цели;
Р мощность передатчика;
Rпв, Rпг входные сопротивления приемников 5 и 6;
σцв, σцг эффективные отражающие поверхности цели для радиоволн вертикальной и горизонтальной поляризации соответственно;
θ угол места цели;
Fв (θ),Fг (θ) нормированные диаграммы направленности в вертикальной плоскости в свободном пространстве симметричных антенн 1 и 2;
φов, φог изменения фаз радиоволн вертикальной и горизонтальной поляризации при отражении от цели;
h высота подъема над землей фазового центра антенн;
ε σ, hн относительная диэлектрическая проницаемость, проводимость и средняя высота мелкомасштабных неровностей земной поверхности на площадке вблизи антенны РЛС.The radar antenna system emits and receives both direct and vertically and horizontally polarized radio waves reflected from the ground. In this case, targets reflected from the ground of the echo signal interfering with the operation of the prototype are fundamentally necessary in this case and are used to achieve a positive effect. Complex stress amplitudes
Figure 00000011
,
Figure 00000012
the received echo signals of the target at the outputs of the receivers 5 and 6 are determined by the following formulas:
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
F 2 in (θ)
Figure 00000016
×
×
Figure 00000017
e
Figure 00000018
+ e
Figure 00000019
×
×
Figure 00000020
Figure 00000021
(2) at the output of the vertical polarization receiver 5, and
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
F 2 g (θ)
Figure 00000025
×
×
Figure 00000026
e
Figure 00000027
+ e
Figure 00000028
×
×
Figure 00000029
Figure 00000030
(3) at the output of the horizontal polarization receiver 6, where
Figure 00000031
,
Figure 00000032
complex gain of receivers 5 and 6 (the receivers are the same);
λ wavelength;
G mv , G mg - maximum gain of antennas of vertical and horizontal polarization;
r the inclined distance from the location of the antenna system on the earth's surface to the target;
P transmitter power;
R pv , R pg input resistance of the receivers 5 and 6;
σ cv, σ cg are the effective reflective surfaces of the target for vertical and horizontal polarization waves, respectively;
θ target elevation angle;
F in (θ), F g (θ) normalized radiation patterns in the vertical plane in the free space of the symmetrical antennas 1 and 2;
φ s , φ og changes in the phases of radio waves of vertical and horizontal polarization upon reflection from the target;
h the elevation above the ground of the phase center of the antennas;
ε σ, h n the relative dielectric constant, conductivity and average height of small-scale irregularities of the earth's surface at the site near the radar antenna.

Известно, что при отражении радиоволн вертикальной и горизонтальной поляризации от воздушных шаров, боеголовок, ракет и других простых по форме целей, приближенно имеющих осевую симметрию, изменения фазы радиоволны φов, φог будут примерно одинаковыми для обоих поляризаций, т.е. φов ≈φог. Предложенный способ предназначен для измерения углов места таких целей. Вычисляя из формул (2) и (3) сдвиг фаз комплексных амплитуд напряжений

Figure 00000033
и
Figure 00000034
с учетом приведенных выше замечаний, получим трансцендентное уравнение (1) для определения угла места цели θ.It is known that when vertical and horizontal polarization radio waves are reflected from balloons, warheads, missiles and other simple-to-form targets with approximately axial symmetry, the changes in the phase of the radio wave φ s and φ og will be approximately the same for both polarizations, i.e. φ s ≈φ og. The proposed method is intended for measuring elevation angles of such targets. Calculating from formulas (2) and (3) the phase shift of the complex stress amplitudes
Figure 00000033
and
Figure 00000034
taking into account the above remarks, we obtain the transcendental equation (1) to determine the target elevation angle θ.

Таким образом, отмеченные выше отличительные признаки являются существенными и принципиально необходимы для реализации предложенного способа. Thus, the above distinguishing features are essential and fundamentally necessary for the implementation of the proposed method.

Для однозначного определения угла места цели необходимо обеспечить, чтобы трансцендентное уравнение (1) имело единственное решение на интервале угломестного рабочего сектора РЛС. Расчеты показали, что это требование выполняется в пределах нижнего интерференционного лепестка диаграмм направленности антенн с учетом влияния земли. Для обеспечения этого требования необходимо, чтобы угломестная ширина диаграмм направленности антенн в свободном пространстве не превышала удвоенной ширины нижнего интерференционного лепестка, т. е. необходимо использовать низкорасположенные над землей антенны. Это является существенным недостатком предложенного способа. Следует отметить, что аналогичный недостаток присущ и прототипу, который может однозначно измерять угловую координату только в пределах одного интерференционного лепестка диаграммы направленности разнесенной антенной системы. Кроме того, прототип практически не работоспособен в секторе малых углов места над землей. To uniquely determine the elevation angle of the target, it is necessary to ensure that the transcendental equation (1) has a unique solution on the interval of the elevational working sector of the radar. The calculations showed that this requirement is satisfied within the lower interference lobe of the antenna patterns taking into account the influence of the earth. To meet this requirement, it is necessary that the angular width of the antenna patterns in free space does not exceed twice the width of the lower interference lobe, i.e., it is necessary to use antennas low-lying above the ground. This is a significant drawback of the proposed method. It should be noted that a similar drawback is inherent in the prototype, which can unambiguously measure the angular coordinate only within the same interference lobe of the radiation pattern of the diversity antenna system. In addition, the prototype is practically not operational in the sector of small elevation angles above the ground.

Для подтверждения возможности практической реализации предложенного способа на фиг. 2 представлена расчетная зависимость сдвига фаз Δ φ принимаемых эхо-сигналов вертикальной и горизонтальной поляризации от угла места цели θ в пределах нижнего интерференционного лепестка диаграмм направленности антенн с учетом влияния подстилающей поверхности. Этот график рассчитан по формуле (1) для РЛС с длиной волны λ 1,8 м и высотой подъема фазового центра антенн h 11,5 м над взволнованным морем со средней высотой волн hн 0,5 м. Угломестная ширина нижнего интерференционного лепестка в этом случае равна 4,5о, при этом необходимо использовать антенны с угломестной шириной диаграммы направленности 9о. Как видно на фиг. 2, в этом случае в угломестном рабочем секторе РЛС, равном верхней половине главного лепестка диаграмм направленности антенн, уравнение (1) имеет единственное решение и способ обеспечивает однозначное определение угла места маловысотных целей в рабочем секторе от 0 до 4,5о.To confirm the feasibility of practical implementation of the proposed method in FIG. Figure 2 shows the calculated dependence of the phase shift Δ φ of the received echoes of vertical and horizontal polarization on the elevation angle of the target θ within the lower interference lobe of the antenna patterns taking into account the influence of the underlying surface. This graph is calculated by formula (1) for radars with a wavelength of λ 1.8 m and a height of the antenna phase center h 11.5 m above the excited sea with an average wave height h n 0.5 m. The angular width of the lower interference lobe in this the case is 4.5 o , while it is necessary to use antennas with an elevation beam width of 9 o . As seen in FIG. 2, in this case, the elevation radar operating sector equal to the upper half of the main lobe antenna pattern, the equation (1) has a unique solution and method provides an unambiguous definition of the elevation angle in the working sector of low- purposes from 0 to about 4.5.

Таким образом, предложенный способ может быть практически реализован. Thus, the proposed method can be practically implemented.

РЛС, реализующая предложенный способ, работает следующим образом. A radar that implements the proposed method works as follows.

Антенная система РЛС заранее выполнена так, что фазовые центры антенн совмещены и одна из антенн повернута на 90о в плоскости апертуры, поэтому одна из антенн имеет вертикальную поляризацию, а другая горизонтальную. Передатчик 4 формирует высокочастотный импульсный зондирующий сигнал. Антенный переключатель 3 при передаче подключает обе антенны параллельно к выходу передатчика 4. Антенны 1 и 2 излучают радиоволны вертикальной и горизонтальной поляризации соответственно. Радиоволны отражаются от воздушной цели и приходят к антеннам РЛС. Каждая из антенн принимает сигналы соответствующей поляризации. При приеме антенный переключатель 3 подключает антенну 1 к входу приемника 5 сигнала вертикальной поляризации, а антенну 2 к входу приемника 6 сигнала горизонтальной поляризации. Приемники 5 и 6 усиливают сигналы и преобразуют их на промежуточную частоту. Фазометр 7 измеряет сдвиг фаз Δ φ выходных напряжений приемников 5 и 6 на промежуточной частоте приемников. Результат измерения сдвига фаз Δ φ поступает на спецвычислитель 8, который определяет угол места цели θ путем решения трансцендентного уравнения (1). При этом в программу работы спецвычислителя 8 заранее введены известные значения параметров λ h ε σ, h, hн.The radar antenna system is preformed so that the phase centers of the antennas are aligned and one of the antennas is rotated 90 ° in the plane of the aperture, so one of the antennas has vertical polarization and the other horizontal. The transmitter 4 generates a high-frequency pulse sounding signal. Antenna switch 3 during transmission connects both antennas in parallel to the output of the transmitter 4. Antennas 1 and 2 emit radio waves of vertical and horizontal polarization, respectively. Radio waves bounce off the air target and arrive at the radar antennas. Each of the antennas receives signals of the corresponding polarization. When receiving an antenna switch 3 connects the antenna 1 to the input of the receiver 5 of the vertical polarization signal, and the antenna 2 to the input of the receiver 6 of the horizontal polarization signal. Receivers 5 and 6 amplify the signals and convert them to an intermediate frequency. The phasometer 7 measures the phase shift Δ φ of the output voltages of the receivers 5 and 6 at the intermediate frequency of the receivers. The result of measuring the phase shift Δφ is supplied to a special calculator 8, which determines the elevation angle of the target θ by solving the transcendental equation (1). At the same time, the known values of the parameters λ h ε σ, h, h н are introduced in advance into the work program of special calculator 8.

Таким образом, предложенный способ практически реализуем, имеет существенные отличительные признаки, устраняет все отмеченные выше недостатки прототипа и обеспечивает однозначное определение углов места маловысотных целей в секторе малых углов места над землей. Thus, the proposed method is practically feasible, has significant distinguishing features, eliminates all the above disadvantages of the prototype and provides an unambiguous definition of the elevation angles of low-altitude targets in the sector of small elevation angles above the ground.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА МЕСТА МАЛОВЫСОТНЫХ ЦЕЛЕЙ, заключающийся в том, что излучают и принимают импульсные радиолокационные сигналы с помощью двух одинаковых симметричных горизонтально направленных антенн, соединенных с передатчиком и двумя приемниками, отличающийся тем, что излучение и прием импульсных радиолокационных сигналов осуществляют с помощью линейно поляризованных антенн, фазовые центры которых совмещены и одну из них поворачивают на 90o в плоскости апертуры так, что одна антенна излучает сигналы горизонтальной поляризации, а другая вертикальной поляризации, измеряют сдвиг фаз Δφ принимаемых сигналов вертикальной и горизонтальной поляризаций на выходе приемников, а угол места q определяют по формуле
Figure 00000035

где Δφ сдвиг фаз принимаемых сигналов вертикальной и горизонтальной поляризации;
Figure 00000036
относительная диэлектрическая проницаемость, проводимость и средняя высота мелкомасштабных неровностей земной поверхности соответственно;
λ длина волны;
h высота подъема фазового центра антенны над землей.
METHOD FOR MEASURING AN ANGLE AREA OF LOW-TARGET OBJECTIVES, which consists in emitting and receiving pulsed radar signals using two identical symmetrical horizontally directed antennas connected to a transmitter and two receivers, characterized in that the radiation and reception of pulsed radar signals is carried out using linearly polarized antennas , phase centers of which are aligned and one of them is rotated by 90 o in the aperture plane so that one horizontal polarization antenna radiates signals another vertical polarization measured phase shift Δφ of the received signals the horizontal and vertical polarizations at the output of the receivers, and the elevation angle q is determined by the formula
Figure 00000035

where Δφ is the phase shift of the received signals of vertical and horizontal polarization;
Figure 00000036
relative permittivity, conductivity and average height of small-scale irregularities of the earth’s surface, respectively;
λ wavelength;
h the height of the phase center of the antenna above the ground.
SU5030473 1992-03-02 1992-03-02 Method of measurement of elevation of low-altitude targets RU2038607C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5030473 RU2038607C1 (en) 1992-03-02 1992-03-02 Method of measurement of elevation of low-altitude targets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5030473 RU2038607C1 (en) 1992-03-02 1992-03-02 Method of measurement of elevation of low-altitude targets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2038607C1 true RU2038607C1 (en) 1995-06-27

Family

ID=21598457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5030473 RU2038607C1 (en) 1992-03-02 1992-03-02 Method of measurement of elevation of low-altitude targets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2038607C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720948C1 (en) * 2019-12-08 2020-05-15 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр «РЕЗОНАНС» (ЗАО НИЦ «РЕЗОНАНС») Method of measuring elevation angle of aerial object in meter range of electromagnetic waves using electronic map of area

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Заявка Японии 52-10634, кл.G 01S 13/02, 1977. *
2. Справочник по радиолокации. Под ред.М.Сколника. т.4 М.: Сов.радио, 1978. *
3. Радиотехнические системы. Под ред.Ю.М.Казаринова. М.: Высшая школа, 1990, с.405-407. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2720948C1 (en) * 2019-12-08 2020-05-15 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр «РЕЗОНАНС» (ЗАО НИЦ «РЕЗОНАНС») Method of measuring elevation angle of aerial object in meter range of electromagnetic waves using electronic map of area

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1910864B1 (en) A system and method for positioning a transponder
CA1244919A (en) Microwave reflection survey equipment and technique
US9250319B2 (en) Floodlight radar system for detecting and locating moving targets in three dimensions
US5557282A (en) Height finding antenna apparatus and method of operation
US4321601A (en) Three dimensional, azimuth-correcting mapping radar
US7535407B2 (en) Apparatus using continuous-wave radiation for detecting and locating targets hidden behind a surface
US20060114146A1 (en) Multi-targeting method and multi-targeting sensor device for locating short-range target objects in terms of distance and angle
US3540045A (en) Electromagnetic polarization systems and methods
US3798645A (en) Angular position determining systems using time scanned arrays
US20070195005A1 (en) Small aperture broadband localizing system
US7362260B2 (en) Method of using continuous-wave radiation for detecting and locating targets hidden behind a surface
JPS62108175A (en) Radar equipment
RU2402034C1 (en) Radar technique for determining angular position of target and device for realising said method
US4090197A (en) Monopulse, fan-beam, search-radar system with improved height and azimuth determination
RU2038607C1 (en) Method of measurement of elevation of low-altitude targets
US5812091A (en) Radio interferometric antenna for angle coding
US3171125A (en) Radar countermeasures antenna system
Fabrizio Geolocation of HF skywave radar signals using multipath in an unknown ionosphere
RU2516221C2 (en) Method of measuring scattering cross-section of objects and multiposition radar measurement system for realising said method
US3268893A (en) Angle measuring radar utilizing broad beam signal of known form and waveform recognition circuitry
US3307183A (en) Conical scan radar system and antenna
US3742505A (en) Identification of elevation angle of arrival of multiple ionospheric reflections
RU2038608C1 (en) Radar indicator of elevation of air targets
RU2127437C1 (en) Method of radar fixing of coordinates of targets
RU2038610C1 (en) Low-altitude ground target-elevation radar indicator