RU2310884C1 - Method for simulation of ground object at radar surveillance - Google Patents
Method for simulation of ground object at radar surveillance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2310884C1 RU2310884C1 RU2006120203/09A RU2006120203A RU2310884C1 RU 2310884 C1 RU2310884 C1 RU 2310884C1 RU 2006120203/09 A RU2006120203/09 A RU 2006120203/09A RU 2006120203 A RU2006120203 A RU 2006120203A RU 2310884 C1 RU2310884 C1 RU 2310884C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radar
- artificial
- radar image
- image
- width
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области противорадиолокационной маскировки наземных объектов от космических и воздушных систем радиолокационной разведки с построением высокодетальных радиолокационных изображений (РЛИ) участков поверхности Земли (УПЗ) путем обеспечения имитации объектов вооружений и военной техники с помощью искусственных отражателей.The invention relates to the field of anti-radar masking of ground objects from space and airborne radar reconnaissance systems with the construction of highly detailed radar images (RLI) of surface areas of the Earth (UPZ) by providing simulation of weapons and military equipment using artificial reflectors.
Известен способ имитации наземного объекта при радиолокационном наблюдении, заключающийся в расстановке искусственных отражателей (ИО) на местности, в том числе штатных уголковых отражателей (УО) типа «ОМУ», «Сфера-ПР», «Угол», «Пирамида» с различной формой граней для повышения общей эффективной площади рассеяния (ЭПР) участка местности [1]. УО служат для значительного увеличения переотражения падающего радиолокационного сигнала путем ориентации максимума его диаграммы обратного рассеяния в сторону радиолокатора, что приводит к увеличению ЭПР местности. Этот способ, применяемый для противодействия радиолокаторам с низким пространственным разрешением, можно отнести к амплитудным методам маскировки и/или имитации крупных объектов, ЭПР которых соизмерима с ЭПР УО, например, кораблей и крупных подвижных наземных комплексов. Для радиолокаторов с высоким пространственным разрешением, а именно с синтезированной апертурой антенны (РСА), получивших преимущественное развитие и размещаемых на многочисленных воздушных и орбитальных носителях, формируемое РЛИ УПЗ имеет разрешение порядка единиц-долей метров. Поэтому данный способ имитации не учитывает процесс формирования с помощью радиолокатора с высоким пространственным разрешением детального РЛИ объектов, находящихся на УПЗ и обладающих определенными габаритными размерами и эффективной площадью рассеяния.A known method of simulating a ground object during radar observation, which consists in the placement of artificial reflectors (IO) on the ground, including regular corner reflectors (UO) of the type "OMU", "Sphere-PR", "Angle", "Pyramid" with various shapes faces to increase the total effective scattering area (EPR) of the area [1]. The UOs serve to significantly increase the re-reflection of the incident radar signal by orienting the maximum of its backscatter pattern towards the radar, which leads to an increase in the EPR of the terrain. This method, used to counteract radars with low spatial resolution, can be attributed to amplitude methods of masking and / or imitation of large objects, the ESR of which is comparable to the ESR of UO, for example, ships and large mobile ground systems. For radars with high spatial resolution, namely with a synthesized antenna aperture (SAR), which have received predominant development and are placed on numerous air and orbital carriers, the radar generated by the UPZ has a resolution of the order of a few fractions of meters. Therefore, this simulation method does not take into account the process of forming with the help of a radar with high spatial resolution a detailed radar image of objects located at the UPZ and having certain overall dimensions and an effective scattering area.
Известен способ имитации наземного объекта при радиолокационном наблюдении [2], заключающийся в расстановке ИО (штатных УО) на некоторой высоте внутри макета объекта с требуемой формой, размером и цветом, представляющего собой каркас, обтянутый оптически непрозрачным материалом типа маскировочных сетей или подручными средствами. В этом случае отражение радиолокационного сигнала происходит как от ИО, так и от поверхности макета. Хотя для средств оптической разведки этот метод имитации достаточно эффективен, для современных РСА сантиметрового и дециметрового диапазонов радиолокационный сигнал проникает через подобные покрытия. Поэтому данный способ имитации не учитывает процесс формирования с помощью радиолокатора с высоким пространственным разрешением детального РЛИ объектов, находящихся на УПЗ и обладающих определенными габаритными размерами и эффективной площадью рассеяния.There is a method of simulating a ground-based object during radar observation [2], which consists in arranging the IO (standard UO) at a certain height inside the object’s layout with the desired shape, size and color, which is a frame covered with optically opaque material such as camouflage nets or improvised means. In this case, the reflection of the radar signal occurs both from the IO and from the surface of the layout. Although this method of simulation is quite effective for optical reconnaissance equipment, for modern SAR centimeter and decimeter ranges, the radar signal penetrates through such coatings. Therefore, this simulation method does not take into account the process of forming with the help of a radar with high spatial resolution a detailed radar image of objects located at the UPZ and having certain overall dimensions and an effective scattering area.
Известен способ имитации наземного объекта при радиолокационном наблюдении, выбранный в качестве прототипа [3] и заключающийся в расстановке на местности двух искусственных отражателей (двух штатных УО «ОМУ») на расстоянии, равном величине максимальной проекции габаритных размеров объекта относительно априорно известного направления радиолокационного наблюдения для создания линейной протяженности отметки объекта на радиолокационном изображении местности с низким разрешением (так называемом радиолокационном профиле местности) (фиг.1). Штатные УО «ОМУ» в прототипе не ориентируются и расставляются последовательно вдоль линии, параллельной предполагаемому маршруту движения имитируемых объектов. Суммарная ЭПР двух УО «ОМУ» даже при произвольной ориентации в санти- и дециметровом диапазоне радиоволн много больше ЭПР имитируемого объекта. Поэтому данный способ имитации не учитывает процесс формирования с помощью радиолокатора с высоким пространственным разрешением детального РЛИ объектов, находящихся на УПЗ и обладающих определенными габаритными размерами и эффективной площадью рассеяния; в частности, не учитывает влияния высоты и ширины имитируемого объекта на форму и ориентацию его детального РЛИ.There is a method of simulating a ground-based object during radar observation, selected as a prototype [3] and consisting in arranging two artificial reflectors (two full-time UO "OMU") on the ground at a distance equal to the maximum projection of the overall dimensions of the object relative to the a priori known direction of radar observation for creating the linear extent of the elevation of the object on the radar image of the area with low resolution (the so-called radar profile of the area) (fi .1). Established UO "OMU" in the prototype are not oriented and placed sequentially along a line parallel to the proposed route of movement of the simulated objects. The total EPR of two UO “OMU” even with arbitrary orientation in the centimeter and decimeter range of radio waves is much larger than the EPR of the simulated object. Therefore, this simulation method does not take into account the process of forming with the help of a radar with high spatial resolution a detailed radar image of objects located at the plant and having certain overall dimensions and an effective scattering area; in particular, it does not take into account the influence of the height and width of the simulated object on the shape and orientation of its detailed radar image.
Задача изобретения заключается в повышении достоверности имитации наземного объекта при радиолокационном наблюдении воздушными и космическими радиолокаторами с высоким пространственным разрешением путем одновременной имитации эффективной площади рассеяния и формы двумерного дискретного радиолокационного изображения объекта, обладающего определенными габаритными размерами и ориентацией относительно направления радиолокационного наблюдения.The objective of the invention is to increase the reliability of imitation of a ground object during radar observation by air and space radars with high spatial resolution by simultaneously simulating the effective scattering area and shape of a two-dimensional discrete radar image of an object having certain overall dimensions and orientation relative to the direction of radar observation.
Для решения указанной задачи в предлагаемом способе имитации наземного объекта при радиолокационном наблюдении, учитывающем специфику формирования детального радиолокационного изображения объекта на фоне участка поверхности Земли, при расстановке на местности искусственных отражателей:To solve this problem in the proposed method of simulating a ground-based object during radar observation, taking into account the specifics of forming a detailed radar image of the object against the background of a portion of the Earth’s surface, when placing artificial reflectors on the ground:
на основе априорно известных параметров радиолокационного сигнала и движения радиолокатора оценивают разрешающую способность радиолокационного изображения поверхности Земли, формируемого в двумерной системе координат с центром в антенне радиолокатора и осями «наклонная дальность - продольная дальность», ориентация которых определяется соответственно углами места и азимута направления радиолокационного наблюдения и углом азимута направления полета носителя радиолокатора;On the basis of a priori known parameters of the radar signal and radar motion, the resolving power of the radar image of the Earth’s surface, formed in a two-dimensional coordinate system with a center in the radar antenna and axes “oblique range - longitudinal range”, whose orientation is determined respectively by the elevation and azimuth of the radar observation direction and azimuth angle of flight direction of the radar carrier;
вычисляют величины проекций габаритных размеров имитируемого объекта на соответствующие оси координат радиолокационного изображения с учетом степени преобразования высоты объекта в его длину или в ширину, пропорциональной величине угла места направления радиолокационного наблюдения и ориентации продольной оси объекта относительно угла азимута этого направления;calculating projections of the overall dimensions of the simulated object on the corresponding coordinate axis of the radar image, taking into account the degree of conversion of the height of the object to its length or width, proportional to the magnitude of the elevation angle of the radar observation direction and the orientation of the longitudinal axis of the object relative to the azimuth angle of this direction;
определяют общее количество искусственных отражателей путем произведения количества искусственных отражателей, расставляемых по длине и по ширине объекта и определяемых на единицу больше целочисленного отношения величины проекции габаритных размеров объекта на соответствующую ось координат и величины разрешающей способности радиолокационного изображения по этой координате;determine the total number of artificial reflectors by multiplying the number of artificial reflectors arranged along the length and width of the object and determined by one greater than the integer ratio of the projection of the overall dimensions of the object to the corresponding coordinate axis and the resolution of the radar image along this coordinate;
вычисляют эффективную площадь рассеяния участка поверхности Земли, соответствующую пространственно разрешаемому элементу радиолокационного изображения, путем произведения разрешающих способностей радиолокационного изображения и удельной эффективной площади рассеяния поверхности размещения объекта;calculate the effective dispersion area of a portion of the Earth’s surface corresponding to a spatially resolved radar image element by multiplying the resolution of the radar image and the specific effective dispersion area of the object’s surface;
вычисляют эффективную площадь рассеяния одиночного искусственного отражателя путем отношения эффективной площади рассеяния имитируемого объекта к общему количеству искусственных отражателей за вычетом эффективной площади рассеяния незатененного искусственным отражателем участка поверхности Земли, соответствующего пространственно разрешаемому элементу радиолокационного изображения;calculate the effective scattering area of a single artificial reflector by the ratio of the effective scattering area of the simulated object to the total number of artificial reflectors minus the effective scattering area of the surface area of the Earth that is not obscured by the artificial reflector, corresponding to a spatially resolved radar image element;
расставляют искусственные отражатели на участке поверхности Земли с ориентацией максимума диаграммы обратного рассеяния на направление радиолокационного наблюдения вдоль продольной оси имитируемого объекта с шагом, определяемым отношением величины проекций длины и высоты объекта на ось системы координат радиолокационного изображения и количества искусственных отражателей, расставляемых по длине объекта, и поперек продольной оси объекта с шагом, определяемым отношением величины проекций ширины и высоты объекта на ось системы координат радиолокационного изображения и количества искусственных отражателей, расставляемых по ширине объекта.place artificial reflectors on a portion of the Earth’s surface with the orientation of the maximum backscatter pattern in the direction of radar observation along the longitudinal axis of the simulated object with a step determined by the ratio of the projections of the length and height of the object to the axis of the coordinate system of the radar image and the number of artificial reflectors spaced along the length of the object, and across the longitudinal axis of the object with a step determined by the ratio of the projections of the width and height of the object to the axis of the coordinate system the radar image and the number of artificial reflectors spaced across the width of the object.
При формировании РЛИ УПЗ с помощью радиолокатора с высоким пространственным разрешением наземные объекты отображаются на них не в виде ярких точечных отметок, а в виде групп элементов (пикселов) РЛИ с повышенной яркостью относительно пикселов, соответствующих участку окружающей местности (фона) (фиг.2). Яркость пиксела РЛИ фона наряду с параметрами амплитудно-цифрового преобразования и синтеза (весовой цифровой когерентной обработки сигналов) пропорциональна его удельной ЭПР (УЭПР) при соответствующей частоте, угле падения и поляризации зондирующего сигнала и площади участка местности, соответствующей пикселу. УЭПР ПЗ для размещения наземных объектов - степь с травяным или снежным покровом, пустыня, взлетно-посадочная полоса - имеет типовые значения 20-40 дБ [4] и при высокой разрешающей способности РЛИ ЭПР пиксела фона не будет превышать долей-единиц м2. Причиной увеличения яркости пикселов РЛИ объекта является высокая проводимость металлической поверхности и совокупность типичных «уголковых» конструкций, образуемых как элементами объекта, так и системой «вертикальный объект-горизонтальная ПЗ». ЭПР типовых наземных объектов составляет десятки-сотни м2 [4] и будет определяться суммой ЭПР группы пикселов РЛИ объекта, не превышающих единиц-десятков м2, т.е. значительно больше ЭПР фона. Таким образом, объект на высокодетальном РЛИ является площадным, конкретная форма и размер которого определяется его ориентацией относительно направления облучения, т.е. демаскирующими признаками объекта на высокодетальном РЛИ являются уже не амплитудные (его ЭПР), а геометрические размеры - количество пикселов его РЛИ и ориентация их группы. На практике для распознавания РЛИ объекта с вероятностью 0.9 необходим такой уровень разрешения на местности, чтобы по линейному размеру распознаваемого объекта укладывалось 12-14 пикселов РЛИ.In the formation of radar imagers using a radar with high spatial resolution, ground objects are displayed on them not in the form of bright point marks, but in the form of groups of elements (pixels) of radar data with increased brightness relative to the pixels corresponding to a portion of the surrounding terrain (background) (Fig. 2) . The brightness of the background radar pixel along with the parameters of amplitude-digital conversion and synthesis (weighted digital coherent signal processing) is proportional to its specific EPR (ESR) at the corresponding frequency, angle of incidence and polarization of the probe signal, and the area of the locality corresponding to the pixel. UEPR PZ for placement of ground objects - a steppe with grass or snow cover, desert, runway - has typical values of 20-40 dB [4] and with a high resolution radar resolution EPR background pixels will not exceed fractions-m 2 . The reason for the increase in the brightness of the pixels of the object's radar image is the high conductivity of the metal surface and the totality of the typical "corner" structures formed by both the elements of the object and the "vertical object-horizontal PZ" system. The EPR of typical ground objects is tens to hundreds of m 2 [4] and will be determined by the sum of the EPR of the group of pixels of the object's radar image, not exceeding several tens of m 2 , ie significantly more EPR background. Thus, an object on a highly detailed radar image is an areal one, the specific shape and size of which is determined by its orientation relative to the direction of irradiation, i.e. the unmasking features of an object on a highly detailed radar image are no longer amplitude (its EPR), but geometric dimensions - the number of pixels of its radar image and the orientation of their group. In practice, for recognizing an object’s radar image with a probability of 0.9, such a level of resolution on the terrain is necessary so that 12-14 pixels of the radar image fit along the linear size of the object being recognized.
Размещение УО - точечной цели с большой ЭПР - в элементе разрешения УПЗ из-за особенностей построения РЛИ в РСА может приводить к появлению серии отметок боковых лепестков функции неопределенности (отклика) РСА по азимуту и дальности в форме «креста». Поэтому способы имитации наземных объектов путем подобной расстановки штатных УО, обладающих большой ЭПР, при их наблюдении высокоразрешающими РСА являются по существу демаскирующими (фиг.3).The placement of a UO - a point target with a large EPR - in the resolution element of the PCR due to the peculiarities of the construction of radar data in the SAR can lead to the appearance of a series of marks of the side lobes of the SAR uncertainty (response) function in azimuth and range in the form of a "cross". Therefore, the methods of simulating ground objects by a similar arrangement of full-time EOs with a large EPR, when observed, high-resolution SARs are essentially unmasking (Fig. 3).
Преобразование трехмерного объекта в его двумерное дискретное РЛИ происходит в системе координат "наклонная дальность - продольная дальность" (или, как традиционно называют в литературе, «азимут»); соответственно оси направлены от антенны РСА к объекту и по направлению полета носителя РСА при боковом радиолокационном обзоре. Поскольку дальности радиолокационного наблюдения намного превышают размеры объектов, на практике полагают, что фронты падающей/отраженной радиоволны плоские и при дискретизации отраженного сигнала при амплитудно-цифровом преобразовании (АЦП) параллельны друг другу. Для объекта с высотой Н и шириной D/длиной L, образующих линейную протяженность объекта по наклонной дальности ΔRH, это означает, что в амплитуду АЦП-отсчета (1, 2, 3 на фиг.4а) входят составляющие отражений как от фона (горизонтальной ПЗ), так и от видимых частей объекта. При наличии достаточно гладких ("нешероховатых" в радиолокационном смысле) поверхностей фона и боковых структур объектов может происходить зеркальное отражение с соответствующим усилением, так же как и в штатных УО. Следствиями такого формирования РЛИ является "падение" РЛИ высоких объектов по направлению к РСА (эффект радиолокационного наложения) и увеличенная яркость пикселов РЛИ объекта со стороны наблюдения, при больших углах места УМ направления на РСА эти эффекты усиливаются без образования радиолокационных теней. Если расставить ИО по горизонтальной дальности на расстоянии ΔГ=ΔH/cosУМ, пропорциональном разрешающей способности РСА по наклонной дальности ΔH (или, аналогично, ширине спектра радиолокационного сигнала Δfc: ΔH=с/2Δfc, где с - скорость света) и углу места УМ, то на РЛИ будет образовываться группа пикселов с увеличенной яркостью (фиг.4б). Яркость таких пикселов РЛИ будет пропорциональна ЭПР ИО и дополнительно ЭПР УПЗ, если не происходит его затенения из-за малого размера ИО. В качестве ИО возможно использовать сферы, пластины, отрезки линейных структур, диполи (полуволновые вибраторы) и т.п., размеры и ЭПР которых определяются длиной волны радиолокационного сигнала РСА. Другие параметры сигнала - частота повторения импульсов и ширина спектра - определяют пространственную разрешающую способность РСА и, следовательно, площадь разрешаемого УПЗ и его ЭПР.The transformation of a three-dimensional object into its two-dimensional discrete radar image occurs in the coordinate system "oblique range - longitudinal range" (or, as is traditionally called in the literature, "azimuth"); respectively, the axes are directed from the SAR antenna to the object and in the direction of flight of the SAR carrier in a lateral radar view. Since the range of radar observation is much larger than the size of the objects, in practice it is believed that the edges of the incident / reflected radio wave are flat and, when sampling the reflected signal during amplitude-to-digital conversion (ADC), they are parallel to each other. For an object with a height H and a width D / length L, which form the linear extent of the object along the oblique range ΔR H , this means that the amplitude of the ADC sample (1, 2, 3 in Fig. 4a) includes the components of reflections from the background (horizontal PZ), and from the visible parts of the object. In the presence of sufficiently smooth (“rough” in the radar sense) surfaces of the background and side structures of objects, specular reflection can occur with appropriate amplification, as well as in regular UO. The consequences of such a radar image generation are the "fall" of the radar image of tall objects towards the SAR (the effect of radar overlay) and the increased brightness of the pixels of the SAR object from the observation side, at large elevation angles of the direction of the SAR direction on the SAR, these effects are amplified without the formation of radar shadows. If the IO is placed in horizontal range at a distance Δ Г = Δ H / cosУМ proportional to the resolution of the SAR in oblique range Δ H (or, similarly, the width of the spectrum of the radar signal Δf c : Δ H = s / 2Δf c , where c is the speed of light ) and the elevation angle of the PA, then a group of pixels with increased brightness will form on the radar image (Fig.4b). The brightness of such XRD pixels will be proportional to the EPR of the IO and, in addition, the EPR of the IED, if it does not shade due to the small size of the IO. As an IO, it is possible to use spheres, plates, segments of linear structures, dipoles (half-wave vibrators), etc., the dimensions and EPR of which are determined by the wavelength of the SAR radar signal. Other signal parameters — pulse repetition rate and spectrum width — determine the spatial resolution of the SAR and, therefore, the area of the resolved PCR and its EPR.
Общее количество ИО, необходимых для имитации РЛИ объекта, будет определяться требуемой ориентацией (ракурсом) объекта и его габаритными размерами (длина L, ширина D, высота Н), которые обуславливают его соответствующую ЭПР σц (фиг.5), для известной пространственной разрешающей способности радиолокатора. Соотношение длины и ширины объекта определяет его вытянутость и описывается углом АЗпред=arctg(D/L). Ракурс объекта относительно направления радиолокационного наблюдения описывается углом азимута АЗ между продольной осью объекта и азимутальным направлением радиолокационного наблюдения (осью RГ), который определяет проекции длины Lпр и ширины Dпр имитируемого объекта на оси системы координат РЛИ с учетом пересчета (степени преобразования) высоты Н в длину или в ширину через угол места УМ направления радиолокационного наблюдения:The total number of IO necessary to simulate the object's radar image will be determined by the required orientation (angle) of the object and its overall dimensions (length L, width D, height H), which determine its corresponding EPR σ c (Fig. 5), for a known spatial resolution radar capabilities. The ratio of the length and width of the object determines its elongation and is described by the angle AZ before = arctg (D / L). Angle object relative to the direction of the radar observations described azimuth angle AZ between the longitudinal axis of the object and the azimuthal direction of the radar surveillance (the axis R F) which determines the projection length L ave and the width D ave simulated object in the radar image coordinate system axis with the conversion (degree of conversion) of height N in length or in width through the elevation angle of the PA of the direction of radar observation:
Указанные проекции габаритных размеров и разрешающая способность РСА по горизонтальной дальности ΔГ=ΔH/cosУМ и по азимуту ΔАЗ, зависящей от частоты повторения импульсов и скорости движения носителя, определяют необходимое количество ИО для имитации РЛИ объекта:Said projection dimensions and resolution of SAR horizontal distance Δ F = Δ H / cosUM and azimuth Δ AZ, which depends on the pulse repetition frequency and carrier movement speed is determined necessary number for IO simulate radar data object:
NL=int{L'/ΔL}+1 при 0°<АЗ<АЗпред ΔL=ΔГ,N L = int {L '/ Δ L } +1 at 0 ° <AZ <AZ before Δ L = Δ G ,
L'=Lпр·cosАЗ,L '= L pr · cosAZ,
при АЗпред<АЗ<90° ΔL=ΔАЗ,with AZ before <AZ <90 ° Δ L = Δ AZ ,
L'=Lпр·sinАЗ,L '= L pr · sinAZ,
ND=int{D'/ΔD}+1 при 0°<АЗ<АЗпред ΔD=ΔАЗ,N D = int {D '/ Δ D } +1 at 0 ° <AZ <AZ before Δ D = Δ AZ ,
D'=Dпр·sinАЗ,D '= D pr · sinAZ,
при АЗпред<АЗ<90° ΔD=ΔГ,with AZ before <AZ <90 ° Δ D = Δ G ,
D'=Dпр·cosАЗ,D '= D pr · cosAZ,
где int{·} означает операцию взятия целого числа.where int {·} means the operation of taking an integer.
ЭПР одиночного ИО определяется как отношение ЭПР объекта к общему количеству ИО за вычетом ЭПР фона УПЗ, соответствующего пространственно разрешаемому элементу РЛИ σИО=σЦ/(NL·ND)-ΔГ·ΔАЗ·σ0, где σ0 - удельная ЭПР фона в случае малых размеров ИО по сравнению с УПЗ; в случае полного затенения УПЗ (закрытия от радиолокационного облучения) размерами ИО ΔГ·ΔАЗ·σ0=0.The ESR of a single IO is defined as the ratio of the ESR of the object to the total number of IOs minus the ESR of the background of the SCR corresponding to the spatially resolved element of the radar data σ ИО = σ Ц / (N L · N D ) -Δ Г · Δ АЗ · σ 0 , where σ 0 - specific ESR of the background in the case of small sizes of the AI compared with the UPZ; in the case of complete shadowing of the SCL (closure from radar exposure) with the dimensions of the IO Δ G · Δ AZ · σ 0 = 0.
В силу ограничения наведения антенн воздушных и космических РСА по углу крена в направлении, перпендикулярном трассе полета, типовые значения углов места направления радиолокационного наблюдения находятся в пределах 15-75°; углы азимута для космических РСА также ограничены высотой и наклонением орбиты при известной широте объекта, для воздушных РСА можно указать наиболее опасные азимутальные направления радиолокационного наблюдения (полеты самолетов и беспилотных летательных аппаратов происходят, как правило, вдоль линии боевого соприкосновения войск). Таким образом, угловые направления радиолокационного наблюдения носят ограниченный характер - обзор производится в априорно известных угловых секторах, поэтому целесообразно использовать ИО со слабонаправленной диаграммой обратного рассеяния для сохранения уровня отражения (превышения яркости пикселов РЛИ) при их неизменной расстановке и ориентации на местности.Due to the restriction of pointing the airborne and space SAR antennas along the roll angle in the direction perpendicular to the flight path, the typical values of the elevation angles of the radar observation direction are in the range of 15-75 °; azimuth angles for space SARs are also limited by the altitude and inclination of the orbit at a known latitude of the object; for airborne SARs, the most dangerous azimuthal directions of radar observation can be indicated (flights of aircraft and unmanned aerial vehicles occur, as a rule, along the line of contact between troops). Thus, the angular directions of radar observation are limited - the survey is carried out in a priori known angular sectors, so it is advisable to use an IO with a weakly directed backscatter diagram to maintain the reflection level (exceeding the brightness of the radar sensors) with their constant alignment and orientation on the ground.
Расстановка ИО на местности производится следующим образом: вдоль продольной оси имитируемого объекта выставляются ИО с шагом, определяемым отношением проекции длины объекта к количеству ИО, dL=Lпр/NL, затем от каждого из расставленных ИО в направлении, перпендикулярном продольной оси, выставляются ИО с шагом, определяемым отношением проекции ширины объекта к количеству ИО, dD=Dпр/ND; все ИО ориентируются максимумом диаграммы обратного рассеяния в предполагаемом направлении радиолокационного наблюдения.The arrangement of the EUT on the ground is as follows: along the longitudinal axis of the simulated object, EUTs are set with a step determined by the ratio of the projection of the length of the object to the number of EUTs, dL = L pr / N L , then from each of the placed EUTs in the direction perpendicular to the longitudinal axis, the EUTs are set with a step determined by the ratio of the projection of the width of the object to the number of IO, dD = D pr / N D ; all IOs are guided by the maximum of the backscatter pattern in the assumed direction of radar observation.
К существенным отличиям предлагаемого способа относятся:Significant differences of the proposed method include:
1. Оценивание на основе априорно известных параметров радиолокационного сигнала и движения радиолокатора разрешающей способности радиолокационного изображения, формируемого в двумерной системе координат «наклонная дальность - продольная дальность» с центром в антенне радиолокатора и осями, ориентация которых определяется соответственно углами места и азимута направления радиолокационного наблюдения и углом азимута направления полета носителя радиолокатора - для определения детальности радиолокационного изображения и отнесения имитируемого объекта к классу точечных (сосредоточенных) или площадных (распределенных) объектов.1. Estimation based on a priori known parameters of the radar signal and the motion of the radar, the resolution of the radar image generated in the two-dimensional coordinate system "oblique range - longitudinal range" centered on the radar antenna and the axes, the orientation of which is determined respectively by elevation angles and azimuth of the direction of radar observation and the azimuth angle of the flight direction of the radar carrier - to determine the detail of the radar image and assignment mitiruemogo object to the class of point (concentrated) or areas (distributed) objects.
2. Вычисление величины проекций габаритных размеров объекта на соответствующие оси координат радиолокационного изображения с учетом степени преобразования высоты объекта в его длину или в ширину на основе величины угла места направления радиолокационного наблюдения и ориентации продольной оси объекта относительно угла азимута этого направления - для предварительного определения размеров радиолокационного изображения в линейной мере.2. Calculation of the projections of the overall dimensions of the object onto the corresponding coordinate axes of the radar image, taking into account the degree of conversion of the height of the object to its length or width based on the value of the elevation angle of the radar observation direction and the orientation of the longitudinal axis of the object relative to the azimuth angle of this direction - for preliminary determination of the radar size images linearly.
3. Определение общего количества искусственных отражателей в виде произведения количества искусственных отражателей, расставляемых по длине и по ширине объекта и определяемых на единицу больше целочисленного отношения величины проекции габаритных размеров объекта на соответствующую ось координат и величины разрешающей способности радиолокационного изображения по этой координате - для предварительного определения размеров радиолокационного изображения в мере количества элементов радиолокационного изображения.3. Determination of the total number of artificial reflectors in the form of a product of the number of artificial reflectors arranged along the length and width of the object and determined by one greater than the integer ratio of the projection of the overall dimensions of the object to the corresponding coordinate axis and the resolution of the radar image by this coordinate - for preliminary determination the size of the radar image as the number of elements of the radar image.
4. Вычисление эффективной площади рассеяния участка поверхности Земли, соответствующей пространственно разрешаемому элементу радиолокационного изображения, в виде произведения разрешающих способностей радиолокационного изображения и удельной эффективной площади рассеяния поверхности размещения объекта - для определения яркости элемента радиолокационного изображения, соответствующего участку поверхности размещения объекта (фону).4. Calculation of the effective dispersion area of a portion of the Earth’s surface corresponding to a spatially resolvable radar image element, in the form of a product of the resolving power of a radar image and the specific effective dispersion area of an object’s placement surface — to determine the brightness of the radar image element corresponding to a portion of the object’s placement surface (background).
5. Вычисление эффективной площади рассеяния одиночного искусственного отражателя в виде отношения эффективной площади рассеяния имитируемого объекта к общему количеству искусственных отражателей за вычетом эффективной площади рассеяния незатененного искусственным отражателем участка поверхности Земли, соответствующего пространственно разрешаемому элементу радиолокационного изображения - для определения яркости элемента радиолокационного изображения, соответствующего объекту.5. Calculation of the effective scattering area of a single artificial reflector in the form of the ratio of the effective scattering area of the simulated object to the total number of artificial reflectors minus the effective scattering area of the surface area of the Earth that is not obscured by the artificial reflector corresponding to the spatially resolved element of the radar image — to determine the brightness of the radar image element corresponding to the object .
6. Расстановка искусственных отражателей на участке местности с ориентацией максимума диаграммы обратного рассеяния на направление радиолокационного наблюдения вдоль продольной оси объекта с шагом, определяемым отношением величины проекций длины и высоты объекта на ось системы координат радиолокационного изображения и количества искусственных отражателей, расставляемых по длине объекта, и поперек продольной оси объекта с шагом, определяемым отношением величины проекций ширины и высоты объекта на ось системы координат радиолокационного изображения и количества искусственных отражателей, расставляемых по ширине объекта - для формирования непрерывной совокупности элементов радиолокационного изображения объекта требуемой формы и размера.6. Arrangement of artificial reflectors in the area with the orientation of the maximum backscatter pattern in the direction of radar observation along the longitudinal axis of the object with a step determined by the ratio of the projections of the length and height of the object on the axis of the coordinate system of the radar image and the number of artificial reflectors arranged along the length of the object, and across the longitudinal axis of the object with a step determined by the ratio of the projections of the width and height of the object to the axis of the radar coordinate system image and the number of artificial reflectors spaced across the width of the object - to form a continuous set of elements of the radar image of the object of the desired shape and size.
Реализация предлагаемого способа для имитации типового объекта вооружения с габаритными размерами L=15 м, D=3.5 м, Н=4 м, ЭПР σЦ=50 м2 и ракурсом АЗ=60° на фоне травяного покрова σ0=0.035 (-15 дБ) при радиолокационном наблюдении с помощью КРСА Radarsat-2 (длина волны λ=5.6 см, поляризация горизонтальная, ширина спектра сигнала Δfc=100 МГц, разрешающая способность по продольной дальности ΔАЗ=3 м и наклонной дальности ΔН=1.5 м, угол места направления радиолокационного наблюдения УМ=60°, разрешающая способность по горизонтальной дальности ΔГ=3 м) показывает следующие результаты (фиг.6). Вытянутость объекта характеризуется углом АЗпред=13°, т.е меньше угла АЗ ориентации объекта по азимуту относительно направления радиолокационного наблюдения. Проекции габаритных размеров объекта на оси координат формируемого РЛИ Lпр=15 м и Dпр=10.4 м, т.е высота объекта пересчитывается в ширину при данной ориентации объекта относительно направления радиолокационного наблюдения. Количество ИО, расставляемых по длине и по ширине объекта, NL=int{13/3}+1=5 и ND=int{5.2/3}+1=2, т.е. общее количество ИО 10 шт. Шаг расстановки ИО по длине dL=3 м, по ширине dD=5.2 м. ЭПР одиночного ИО σИО=5 м2. В качестве ИО можно использовать квадратные металлические пластины с длиной ребра а=20 см, ЭПР которой рассчитывается по зависимости 
Источники информацииInformation sources
1. Степанов Ю.Г. Противорадиолокационная маскировка. - М.: Советское радио, 1968. - стр.113.1. Stepanov Yu.G. Anti-radar masking. - M.: Soviet Radio, 1968. - p. 113.
2. Палий А.И. Радиоэлектронная борьба. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Воениздат, 1989, с.138-139.2. Paly A.I. Electronic warfare. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Military Publishing House, 1989, p.138-139.
3. Андрющенко В.А., Пирожков П.А. Военно-инженерная подготовка / Учебно-методическое пособие. - Тамбов, Издательство ТГТУ, 2004. - стр.23-26.3. Andryushchenko V.A., Pirozhkov P.A. Military engineering training / educational-methodical manual. - Tambov, TSTU Publishing House, 2004. - pp. 23-26.
4. Кондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. Учебное пособие для вузов. - М.: Радиотехеника, 2005. - стр.75.4. Kondratenkov G.S., Frolov A.Yu. Radio vision. Earth remote sensing radar systems. Textbook for universities. - M .: Radio engineering, 2005. - p. 75.
5. Справочник по радиолокации: Пер. с англ. / Под ред. М.Сколника. - М.: Советское радио, 1978, в 4-х томах. - т.1, с.385.5. Reference radar: Per. from English / Ed. M. Skolnik. - M .: Soviet Radio, 1978, in 4 volumes. - v. 1, p. 385.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006120203/09A RU2310884C1 (en) | 2006-06-08 | 2006-06-08 | Method for simulation of ground object at radar surveillance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006120203/09A RU2310884C1 (en) | 2006-06-08 | 2006-06-08 | Method for simulation of ground object at radar surveillance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2310884C1 true RU2310884C1 (en) | 2007-11-20 |
Family
ID=38959527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006120203/09A RU2310884C1 (en) | 2006-06-08 | 2006-06-08 | Method for simulation of ground object at radar surveillance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2310884C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450285C1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-05-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of forming feigned column of moving equipment during radar observation |
| RU2562614C1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method of simulating radar targets |
| RU2640321C1 (en) * | 2017-02-14 | 2017-12-27 | Алексей Сергеевич Грибков | Method of increasing radar cross-section of radar objects |
| RU2690499C2 (en) * | 2016-11-24 | 2019-06-04 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Device to reduce visibility of combat vehicles in radar range |
| RU2753825C2 (en) * | 2020-02-18 | 2021-08-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центральный научно-исследовательский испытательный институт инженерных войск имени Героя Советского Союза генерал-лейтенанта инженерных войск Д.М. Карбышева" Министерства обороны Российской Федерации | Runway camouflage apparatus |
| CN114217276A (en) * | 2021-12-10 | 2022-03-22 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | A device and method for simulating ship scattering characteristics |
| CN115201785A (en) * | 2022-09-15 | 2022-10-18 | 建设综合勘察研究设计院有限公司 | Building digital section extraction method, system, terminal and storage medium |
-
2006
- 2006-06-08 RU RU2006120203/09A patent/RU2310884C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АНДРЮЩЕНКО В.А., ПИРОЖКОВ П.А. Военно-инженерная подготовка. Учебно-методическое пособие. - Тамбов: изд. ТГТУ, 2004, с.23-26. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450285C1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-05-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of forming feigned column of moving equipment during radar observation |
| RU2562614C1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method of simulating radar targets |
| RU2690499C2 (en) * | 2016-11-24 | 2019-06-04 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Device to reduce visibility of combat vehicles in radar range |
| RU2640321C1 (en) * | 2017-02-14 | 2017-12-27 | Алексей Сергеевич Грибков | Method of increasing radar cross-section of radar objects |
| RU2753825C2 (en) * | 2020-02-18 | 2021-08-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центральный научно-исследовательский испытательный институт инженерных войск имени Героя Советского Союза генерал-лейтенанта инженерных войск Д.М. Карбышева" Министерства обороны Российской Федерации | Runway camouflage apparatus |
| CN114217276A (en) * | 2021-12-10 | 2022-03-22 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | A device and method for simulating ship scattering characteristics |
| CN115201785A (en) * | 2022-09-15 | 2022-10-18 | 建设综合勘察研究设计院有限公司 | Building digital section extraction method, system, terminal and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2310884C1 (en) | Method for simulation of ground object at radar surveillance | |
| Steinberg | Microwave imaging of aircraft | |
| RU2386143C2 (en) | Method of simulating radio signal reflected from spatially distributed dynamic radiophysical scene in real time | |
| CN106886021A (en) | High Resolution Spaceborne SAR image quality method for improving | |
| CN109061582A (en) | Airborne PD Radar high-fidelity based on DEM and DLCD anisotropically Clutter simulation method | |
| RU2493530C1 (en) | Method of concealing ground mobile object from radar observation from space | |
| Kusk et al. | Synthetic SAR image generation using sensor, terrain and target models | |
| Aher et al. | Synthetic aperture radar in Indian remote sensing | |
| DE102011052616A1 (en) | Apparatus and method for defending a target object against at least one attacking missile | |
| Vu et al. | Fast backprojection algorithm for UWB bistatic SAR | |
| Palm et al. | Challenges and potentials using multi aspect coverage of urban scenes by airborne SAR on circular trajectories | |
| Hellsten et al. | Polarimetric subsurface SAR imaging outcome of theoretical development and CARABAS III tests | |
| Vincent et al. | A study of types of sensors used in remote sensing | |
| RU2621329C1 (en) | Method of radio signal imitation | |
| Wadge et al. | AVTIS observations of lava dome growth at Soufriere Hills Volcano, Montserrat: 2004 to 2011 | |
| RU2312297C1 (en) | Method for concealment of mobile objective from radar surveillance from space | |
| RU2747883C1 (en) | Method for simulating radio signal | |
| Wysocki et al. | Counteracting imagery (IMINT), optoelectronic (EOIMINT) and radar (SAR) intelligence | |
| Kartsan et al. | Radar sensing of the sea surface using small spacecraft | |
| Rabinovitch et al. | Characterizing landing site safety on Venus using Venera panoramas and Magellan radar properties | |
| Avolio et al. | Automatic recognition of targets on very high resolution SAR images | |
| Tedesco et al. | Eye on the Sky: A UAP Research and Field Study off New York’s Long Island Coast | |
| Andressen et al. | Tower test results for an imaging LADAR seeker | |
| RU2816461C2 (en) | Method of forming objects of simulated model of background target situation on uninhabited territory of ice space | |
| Xiangle et al. | Study of composite mode curvilinear SAR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080609 |