RU2405168C2 - Method for radar scanning zones in space (versions) - Google Patents
Method for radar scanning zones in space (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405168C2 RU2405168C2 RU2008117568/09A RU2008117568A RU2405168C2 RU 2405168 C2 RU2405168 C2 RU 2405168C2 RU 2008117568/09 A RU2008117568/09 A RU 2008117568/09A RU 2008117568 A RU2008117568 A RU 2008117568A RU 2405168 C2 RU2405168 C2 RU 2405168C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zone
- viewing
- directions
- targets
- energy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в обзорных радиолокационных станциях (РЛС) с игольчатым лучом.The proposed technical solutions relate to the field of radar and can be used in survey radars with a needle beam.
Известен последовательный способ радиолокационного обзора зоны пространства за счет кадрового сканирования игольчатого луча (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана. М.: Сов. радио, 1970, с.242, п.3, рис.5.21 в). Преимущество этого способа состоит в высокой концентрации энергии, высокой точности измерения угловых координат и в высокой разрешающей способности по угловым координатам, что определяется малыми размерами луча.The sequential method of radar survey of the space zone is known due to the frame scanning of the needle beam (Theoretical Foundations of Radar. Edited by Ya.D.Shirman. M: Sov. Radio, 1970, p.242, item 3, fig. 5.21 c). The advantage of this method is a high energy concentration, high accuracy in measuring angular coordinates and a high resolution in angular coordinates, which is determined by the small size of the beam.
Количество разрешаемых угловых направлений, которые просматривает при этом обзорная РЛС, определяется в виде:The number of resolved angular directions that the surveillance radar looks through is determined in the form:
где ΔВ, ΔЕ - размеры просматриваемой зоны пространства по азимуту и углу места соответственно;where ΔВ, ΔЕ are the sizes of the viewed zone of space in azimuth and elevation, respectively;
Δβ, Δε - размер луча по азимуту и по углу места соответственно. Если период обзора зоны пространства равен Т, а частота излучения зондирующих сигналов F, то среднее количество зондирований, приходящееся на одно угловое направление, равно:Δβ, Δε - beam size in azimuth and elevation, respectively. If the period of the review of the space zone is equal to T, and the radiation frequency of the probing signals F, then the average number of soundings per one angular direction is:
Для современной обзорной РЛС S-диапазона входящие в (2) параметры могут иметь следующие значения: F=400 Гц, ΔВ=360°, ΔЕ=60-80°, Δβ, Δε≤2°, Т≤10 с - при работе по аэродинамическим целям и Т≤5 с - при работе по высокоскоростным целям, например, по баллистическим. При этом из (2) следует, что на зондирование одного углового направления из М≥5000 приходится менее одного сигнала: nз≤0.75 и nз≤0.375. Положение еще более обостряется, когда появляются обнаруженные цели, поскольку для их сопровождения необходимо затрачивать каждый период обзора, число зондирующих сигналов существенно больше 1, и на обзор зоны пространства останется еще меньше энергии.For a modern surveillance S-band radar, the parameters included in (2) can have the following values: F = 400 Hz, ΔВ = 360 °, ΔЕ = 60-80 °, Δβ, Δε≤2 °, T≤10 s - when working on aerodynamic targets and T≤5 s - when working on high-speed targets, for example, ballistic ones. Moreover, from (2) it follows that the sounding of one angular direction from M≥5000 accounts for less than one signal: n s ≤0.75 and n s ≤0.375. The situation is even more aggravated when the detected targets appear, since for their tracking it is necessary to spend each review period, the number of probing signals is significantly more than 1, and even less energy will be left for the review of the space zone.
Таким образом, в современных обзорных РЛС S-диапазона с игольчатым лучом существует проблема «импульсного голода», когда РЛС не может зондировать каждый период обзора, каждое угловое направление хотя бы одним зондирующим сигналом.Thus, in modern survey needle-beam S-band radars, there is the problem of “impulse starvation” when the radar cannot probe every observation period, each angular direction with at least one sounding signal.
Известны способы обзора пространства, основанные на просмотре частей зоны пространства широким или узким лучами.Known methods of viewing space, based on viewing parts of the space zone with wide or narrow rays.
Так, известен способ радиолокационного обзора зоны пространства, основанный на облучении i-й части зоны, широким лучом, охватывающим ni>1 угловых направлений, и приеме сигналов ni парциальными каналами с игольчатыми диаграммами направленности антенны (там же с.241, п.1; с.242, рис.5.21а). При этом для сохранения количества энергии, излучаемой в одно угловое направление, необходимо затрачивать на просмотр части зоны в ni раз больше зондирующих сигналов, чем в способе с использованием игольчатого луча (там же, с.242, 2-й абз. снизу). Поэтому при использовании этого способа увеличивают период обзора Т настолько, чтобы получить nз≥1.So, there is a known method of radar survey of a space zone, based on irradiating the i-th part of the zone with a wide beam, covering n i > 1 angular directions, and receiving signals n i in partial channels with needle antenna patterns (ibid., P. 241, p. 1; p.242, fig. 5.21a). At the same time, in order to save the amount of energy radiated in one angular direction, it is necessary to spend on viewing part of the zone n i times more probing signals than in the method using a needle beam (ibid., P. 242, 2nd paragraph below). Therefore, when using this method, the review period T is increased so as to obtain n s ≥1.
Известен способ радиолокационного обзора зоны пространства, основанный на облучении i-й части зоны, широким лучом, охватывающим ni>1 угловых направлений, и приеме сигналов таким же широким лучом (там же, с.242, п.2; рис.5.21 б). Недостаток этого способа состоит в том же, что и недостаток предыдущего способа, поэтому при использовании этого способа, чтобы получить nз≥1, также увеличивают период обзора Т.A known method of radar survey of a space zone, based on irradiation of the i-th part of the zone with a wide beam, covering n i > 1 angular directions, and receiving signals with the same wide beam (ibid., P. 242, p. 2; fig. 5.21 b ) The disadvantage of this method is the same as the disadvantage of the previous method, therefore, when using this method, in order to obtain n s ≥1, also increase the review period T.
Таким образом, в обоих способах уменьшение концентрации энергии в угловом направлении, возникающее из-за расширения луча в ni>1 раз, компенсируют увеличением числа зондирующих сигналов, излучаемых широким лучом, поэтому недостаток рассмотренных способов состоит в том, что они не могут быть использованы при высоких темпах обзора, когда число зондирующих сигналов меньше, чем число угловых направлений в зоне обзора, т.е. в условиях «импульсного голода». В условиях, в которых недопустимо снижение темпа обзора, например, при обзоре частей зоны, где возможно появление высокоскоростных целей, эти способы не могут быть использованы.Thus, in both methods, the decrease in the energy concentration in the angular direction due to the expansion of the beam by n i > 1 times is compensated by an increase in the number of sounding signals emitted by the wide beam, therefore, the disadvantage of the considered methods is that they cannot be used at high viewing rates, when the number of sounding signals is less than the number of angular directions in the field of view, i.e. in conditions of "impulse hunger." In conditions in which it is unacceptable to reduce the rate of view, for example, when reviewing parts of the area where the appearance of high-speed targets is possible, these methods cannot be used.
Известен способ обнаружения цели с помощью пассивных многопозиционных систем, использующих излучение цели или облучение ее за счет энергии внешних радиоэлектронных средств (РЭС) (Справочник по радиолокации. Под ред. М. Сколника, 1978, т.4, с.213-214). Недостаток способа состоит в том, что для определения дальности до цели нужно иметь несколько разнесенных в пространстве позиций.There is a method of detecting a target using passive multi-position systems using radiation from the target or irradiating it using the energy of external radio electronic means (RES) (Radar Reference. Edited by M. Skolnik, 1978, v.4, p.213-214). The disadvantage of this method is that to determine the distance to the target you need to have several positions spaced in space.
Известен способ радиолокационного обзора, основанный на использовании вторичной РЛС (РЛС2). РЛС2 - запросчик вместе с бортовым приемоответчиком входит в систему вторичной радиолокации (Справочник по радиолокации. Под ред. М. Сколника. М.: Сов. радио, 1979, т.3, с.476-478), примером которой может служить система радиолокационного опознавания (Радиоэлектроника в 1979 г., НИИЭИР, IV, с.35). В таких системах наземная РЛС2, излучает запросный сигнал, бортовой приемоответчик после получения этого сигнала излучает ответный сигнал, по результатам приема которого определяют дальность и азимут цели. При определении дальности учитывают известную величину задержки в аппаратуре приемоответчика. РЛСз могут работать автономно, без первичных РЛС (работающих по отраженному сигналу), например, в системах УВД (Радиоэлектроника, с.IV-36, 2-й столб., 2-й абз.). В этом случае с их помощью обнаруживают и сопровождают цели, т.е. без привлечения первичной РЛС.A known method of radar survey based on the use of a secondary radar (radar 2 ). Radar 2 - the interrogator, together with the airborne transponder, is included in the secondary radar system (Radar Reference. Edited by M. Skolnik. M .: Sov. Radio, 1979, v.3, p. 476-478), an example of which is the system radar recognition (Radioelectronics in 1979, NIIEIR, IV, p.35). In such systems, the ground-based radar 2 emits a request signal, the on-board transponder, after receiving this signal, emits a response signal, based on the results of which the target range and azimuth are determined. When determining the range, the known delay value in the transponder equipment is taken into account. Radars can operate autonomously, without primary radars (operating on a reflected signal), for example, in air traffic control systems (Radioelectronics, p. IV-36, 2nd pillar., 2nd para.). In this case, with their help, targets are detected and tracked, i.e. without involving a primary radar.
Преимущество этого способа состоит в том, что требуются значительно меньшие, чем при использовании РЛС затраты энергии на обнаружение и сопровождение целей.The advantage of this method is that it requires significantly less than when using radar energy costs for the detection and tracking of targets.
Недостаток способа состоит в том, что он может быть использован только по целям с включенным ответчиком и только в системах активного ответа с известными параметрами аппаратуры. Так, при неизвестной величине задержки ответного сигнала дальность с требуемой точностью можно определить лишь методом триангуляции (там же, с.IV-44, 1-й столб., 3-й абз.).The disadvantage of this method is that it can be used only for purposes with the transponder turned on and only in active response systems with known hardware parameters. So, with an unknown value of the delay of the response signal, the range with the required accuracy can only be determined by the triangulation method (ibid., P. IV-44, 1st column, 3rd paragraph).
Наиболее близкий способ обзора пространства основан на установке приоритетной части зоны обслуживания с заданной дальностью обнаружения цели. Приоритетную часть зоны просматривают с требуемым темпом, а в буферной (неприоритетной) части зоны дальность до внешней границы рубежа обнаружения цели уменьшают до величины, обеспечивающей баланс отводимой энергии и затрачиваемой (Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации, М.: Радио и связь, 1986, с.208, нижний абз. - с 209). Снижение дальности обнаружения цели позволяет уменьшить энергетические затраты и время на просмотр буферной части зоны.The closest way to view the space is based on setting the priority part of the service area with a given target detection range. The priority part of the zone is viewed at the required pace, and in the buffer (non-priority) part of the zone, the distance to the outer boundary of the target detection line is reduced to a value that ensures the balance of the energy removed and expended (Kuzmin S.Z. Fundamentals of designing systems for digital processing of radar information, M .: Radio and communications, 1986, p. 208, lower paragraph - from 209). Reducing the target detection range allows you to reduce energy costs and time to view the buffer part of the zone.
Недостаток наиболее близкого способа заключается в том, что проблема «импульсного голода» решается за счет сокращения дальности обнаружения цели в буферной части зоны.The disadvantage of the closest method is that the problem of "impulse hunger" is solved by reducing the detection range of the target in the buffer part of the zone.
Заявляемое изобретение направлено на устранение указанного недостатка.The invention is aimed at eliminating this drawback.
Решаемой задачей (техническим результатом), таким образом, является устранение проблемы «импульсного голода» в обзорных РЛС при сохранении дальности обнаружения цели во всех частях зоны обзора.The problem being solved (technical result), therefore, is the elimination of the problem of “impulse hunger” in surveillance radars while maintaining the target detection range in all parts of the viewing zone.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора зоны пространства, основанном на установке приоритетной части зоны обслуживания, согласно изобретению выделяют в качестве приоритетной часть зоны, в которой возможно появление высокоскоростных целей, и затрачивают энергию на ее обзор, достаточную для обнаружения целей с заданной вероятностью, а обзор других частей зоны проводят с пропусками в зондировании отдельных угловых направлений.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of radar survey of the space zone, based on the installation of the priority part of the service area, according to the invention, the priority part of the zone in which the appearance of high-speed targets is possible is allocated and the energy spent on its view is sufficient to detect targets with given probability, and a review of other parts of the zone is carried out with gaps in the sounding of individual angular directions.
Указанный технический результат достигается также тем, что:The specified technical result is also achieved by the fact that:
- пропускают n≥1 очередных зондирований углового направления, в котором при предшествующем просмотре не был обнаружен сигнал, превышающий уровень, устанавливаемый ниже порога обнаружения во всех элементах разрешения по дальности;- let n≥1 consecutive soundings of the angular direction, in which during the previous viewing, a signal was not detected exceeding the level set below the detection threshold in all range resolution elements;
- пропускают n≥1 очередных зондирований углового направления, в котором при предшествующем просмотре не был обнаружен сигнал, превышающий уровень, устанавливаемый ниже порога обнаружения на участках дальности, расположенных дальше заданного рубежа обнаружения цели;- let n≥1 consecutive soundings of the angular direction, in which, during the previous viewing, a signal was not detected exceeding the level set below the detection threshold at distance sections located beyond a predetermined target detection boundary;
- уровень устанавливают так, чтобы число угловых направлений, оставшихся для зондирования, соответствовало количеству энергии, оставшейся после просмотра приоритетной части зоны.- the level is set so that the number of angular directions left for sounding corresponds to the amount of energy remaining after viewing the priority part of the zone.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора зоны пространства, основанном на установке приоритетной части зоны обслуживания, согласно изобретению выделяют в качестве приоритетной часть зоны, в которой возможно появление высокоскоростных целей, и затрачивают энергию на ее обзор, достаточную для обнаружения целей с заданной вероятностью, а обзор других частей зоны проводят с пониженной концентрацией энергии и пониженным порогом обнаружения, а в угловые направления, в которых при этом обнаружен сигнал, увеличивают концентрацию энергии и повышают порог обнаружения.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of radar survey of the space zone, based on the installation of the priority part of the service area, according to the invention, the priority part of the zone in which the appearance of high-speed targets is possible is allocated and the energy spent on its view is sufficient to detect targets with a given probability, and a review of other parts of the zone is carried out with a reduced energy concentration and a low detection threshold, and in the angular directions in which n signal increase concentration of energy and increase the detection threshold.
Указанный технический результат достигается также тем, что:The specified technical result is also achieved by the fact that:
- при обзоре других частей зоны облучают i-ю ее часть широким лучом, охватывающим ni>1 угловых направлений, и принимают сигналы парциальными каналами с игольчатыми диаграммами направленности антенны, при обнаружении с р≥1 из ni угловых направлений сигнала, просматривают только эти р направлений, последовательно облучая каждое из них с уменьшенной в ni раз шириной луча;- when reviewing other parts of the zone, irradiate the ith part with a wide beam, covering n i > 1 angular directions, and receive signals by partial channels with needle antenna patterns, if they are detected with p≥1 of n i angular directions of the signal, only these p directions, sequentially irradiating each of them with a beam width reduced by n i times;
- при обзоре других частей зоны облучают i-ю ее часть и принимают сигналы широким лучом, охватывающим ni>1 угловых направлений, при обнаружении сигнала, уменьшают ширину луча и выполняют последовательный просмотр этих угловых направлений.- when reviewing other parts of the zone, the ith part of the zone is irradiated and signals are received with a wide beam covering n i > 1 angular directions; when a signal is detected, the beam width is reduced and sequential viewing of these angular directions is performed.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора зоны пространства, основанном на установке приоритетной части зоны обслуживания, согласно изобретению выделяют в качестве приоритетной часть зоны, в которой возможно появление высокоскоростных целей, и затрачивают энергию на ее обзор, достаточную для обнаружения целей с заданной вероятностью, а обзор других частей зоны проводят в пассивном режиме в частотном диапазоне внешних РЭС и в случае обнаружения в просматриваемом угловом направлении излучений внешних РЭС осуществляют очередное его зондирование.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of radar survey of the space zone, based on the installation of the priority part of the service area, according to the invention, the priority part of the zone in which the appearance of high-speed targets is possible is allocated and the energy spent on its view is sufficient to detect targets with a given probability, and a review of other parts of the zone is carried out in a passive mode in the frequency range of external RES and in the case of detection of radiation in the viewing angular direction Nij external REF is performed next sensing it.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора зоны пространства, основанном на установке приоритетной части зоны обслуживания, согласно изобретению выделяют в качестве приоритетной часть зоны, в которой возможно появление высокоскоростных целей, и затрачивают энергию на ее обзор, достаточную для обнаружения целей с заданной вероятностью, а просмотр других частей зоны проводят с использованием систем активного ответа одной или нескольких стран и в случае обнаружения в просматриваемом угловом направлении ответного сигнала осуществляют очередное его зондирование РЛС.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of radar survey of the space zone, based on the installation of the priority part of the service area, according to the invention, the priority part of the zone in which the appearance of high-speed targets is possible is allocated and the energy spent on its view is sufficient to detect targets with a given probability, and viewing other parts of the zone is carried out using active response systems of one or more countries and if it is detected in the viewing corner direction of the response signal carry out its next radar sounding.
Суть заявленных способов состоит в следующем.The essence of the claimed methods is as follows.
Приоритетную часть зоны, в которой возможно появление высокоскоростных целей, просматривают с требуемым темпом и требуемыми затратами энергии, а остальную часть - буферную - с использованием лишь оставшейся части энергии.The priority part of the zone in which the appearance of high-speed targets is possible is viewed at the required pace and the required energy costs, and the rest is buffered using only the remaining part of the energy.
Поскольку число направлений буферной части зоны больше, чем число оставшихся зондирующих сигналов, то не представляется возможным просмотреть каждое ее угловое направление игольчатым лучом, т.е. проблема «импульсного голода» перемещается в буферную часть зоны. Заявляемые способы основаны на том, что угловые направления буферной части зоны, предположительно не содержащие целей, т.е. «пустые», просматривают с пропусками в отдельных периодах, либо просматривают с пониженной концентрацией энергии (например, широким лучом) и при пониженном пороге обнаружения, что увеличивает вероятность ложной тревоги, но сохраняет дальность обнаружения цели.Since the number of directions of the buffer part of the zone is larger than the number of remaining probing signals, it is not possible to view each of its angular directions with a needle beam, i.e. the problem of “impulse hunger” moves to the buffer part of the zone. The inventive methods are based on the fact that the angular directions of the buffer part of the zone, presumably not containing targets, i.e. “Empty”, viewed with omissions in separate periods, or viewed with a reduced concentration of energy (for example, a wide beam) and with a low detection threshold, which increases the likelihood of a false alarm, but preserves the detection range of the target.
Допустимость этих мер обосновывается следующим.The admissibility of these measures is justified by the following.
Современные обзорные РЛС S-диапазона используются в условиях, когда в контролируемом пространстве может одновременно находиться лишь несколько сотен целей. Это означает, что для рассмотренного выше примера из М≥5000 разрешаемых угловых направлений лишь в малой их доле содержатся цели, а остальные направления являются «пустыми» (т.е. не содержащими целей). Это обстоятельство положено в основу заявляемых способов для решения проблемы «импульсного голода» в буферной части зоны.Modern S-band surveillance radars are used in conditions where only a few hundred targets can be in a controlled space at a time. This means that for the above example of M≥5000 resolved angular directions, only a small fraction of them contain targets, and the remaining directions are "empty" (that is, without goals). This circumstance is the basis of the claimed methods for solving the problem of "impulse hunger" in the buffer part of the zone.
При обнаружении сигнала по критерию Неймана-Пирсона порог обнаружения устанавливают так, чтобы вероятность превышения его шумом (вероятность ложной тревоги) была очень малой (10-6 и менее), поскольку ложное обнаружение цели приводит не только к большим затратам средств, но и к отвлечению боевых средств от реальных целей.When a signal is detected by the Neumann-Pearson criterion, the detection threshold is set so that the probability of exceeding it by noise (the probability of false alarm) is very small (10 -6 or less), since false detection of the target leads not only to large costs, but also to distraction military assets from real targets.
В заявляемых способах ошибочное принятие «пустых» угловых направлений в буферной части зоны за направления, содержащих цель, приведет лишь к напрасному зондированию этих направлений игольчатым лучом. Причем если вероятность превышения шумом установленного уровня для определения «пустых» направления равна Р, а общее число угловых направлений в буферной части зоны М, то в среднем за один период обзора Р-М «пустых» направлений будет просмотрено игольчатым лучом. И это, например, при Р=0.1 и М≈5000 приведет к напрасному расходу 500 зондирующих сигналов, что составит небольшую долю от общего их количества.In the claimed methods, the erroneous adoption of "empty" angular directions in the buffer part of the zone for directions containing the target will only lead to the useless sounding of these directions with a needle beam. Moreover, if the probability of noise exceeding the established level for determining “empty” directions is P, and the total number of angular directions in the buffer part of zone M, then, on average, for one viewing period PM of “empty” directions, it will be viewed by a needle beam. And this, for example, at P = 0.1 and M≈5000 will lead to a waste of 500 probing signals, which will be a small fraction of their total number.
Это означает, что решение о том, «пустые» направления или нет, можно принимать с вероятностью ложной тревоги Р>>10-6, то есть на основе анализа уровня шумов (по критерию Неймана-Пирсона все, что ниже порога обнаружения, принимается за шум). При этом измерение уровня сигнала (шума) проводят на определенных участках дальности, например, расположенных дальше заданного рубежа обнаружения определенного класса целей. Таким образом, величину уровня, по результатам сравнения сигнала с которым принимают решение о том, что направление «пустое», устанавливают исходя из допустимой вероятности ошибочного зондирования «пустого» направления или исходя из допустимого количества ошибочных зондирований «пустых» направлений, а это количество выбирают (путем установки уровня сниженного порога обнаружения) таким, чтобы была возможность просмотреть все «не пустые» направления буферной части зоны. Поэтому за счет пропуска зондирований «пустых» направлений оставшейся после просмотра приоритетной части зоны энергии всегда будет достаточно для сохранения дальности обнаружения в буферной части зоны. Пропуск n>1 очередных просмотров i-го углового направления, в котором в предшествующем просмотре не был обнаружен сигнал, превышающий установленный уровень, означает, что следующий просмотр i-го углового направления осуществляют через n очередных просмотров, выполняемых в угловых направлениях, в которых был обнаружен такой сигнал, в том числе, например, в (i-1)-м и в (i+1)-м. Эту операцию осуществляют в n очередных просмотрах путем переброса луча из (i-1)-го в (i+1)-е угловое направление, пропуская i-e направление.This means that the decision about “empty” directions or not can be made with a false alarm probability P >> 10 -6 , that is, based on an analysis of the noise level (according to the Neumann-Pearson criterion, everything below the detection threshold is taken as noise). In this case, the measurement of the signal level (noise) is carried out at certain sections of the range, for example, located beyond a predetermined detection line of a certain class of targets. Thus, the level value, according to the results of the comparison of the signal with which it is decided that the direction is "empty", is set based on the admissible probability of erroneous sounding of the "empty" direction or based on the allowable number of erroneous soundings of the "empty" directions, and this number is chosen (by setting the level of the reduced detection threshold) so that it is possible to view all the “non-empty” directions of the buffer part of the zone. Therefore, due to skipping soundings of “empty” directions, the priority part of the energy zone remaining after viewing will always be enough to maintain the detection range in the buffer part of the zone. Skipping n> 1 consecutive views of the i-th angular direction in which a signal higher than the set level was not detected in the previous scan means that the next scan of the i-th angular direction is performed through n consecutive scans performed in the angular directions in which such a signal was detected, including, for example, in the (i-1) th and in the (i + 1) th. This operation is carried out in n subsequent scans by transferring the beam from the (i-1) th to the (i + 1) th angular direction, skipping the ie direction.
При этом решение о том, «пустое» направление или нет, принимают не в процессе текущего просмотра углового направления, а после просмотра ряда направлений или всей буферной части зоны. Это позволяет перед очередным просмотром буферной части зоны, когда уже известно, сколько имеется всего зондирующих сигналов после просмотра приоритетной части зоны, определить, сколько можно их потратить на просмотр направлений, в которых ранее не была обнаружена цель (за вычетом числа зондирующих сигналов, требуемых для сопровождения целей, находящихся в зоне, число которых случайно, но после каждого периода обзора известно). То есть решение о том, какие направления «пустые», можно принимать перед очередным просмотром буферной части зоны на основе сравнения уровня сигналов (шумов), измеренных в предшествующий период просмотра угловых направлений части зоны. Это позволяет выбрать для зондирования направления с наибольшим уровнем сигналов (шумов), измеренных, например, на участках дальности, удаленных на расстояние ΔD от установленного рубежа обнаружения, а по всем остальным направлениям зоны сохранить решение, что они «пустые». Это дает возможность перед просмотром зоны устанавливать уровень в зависимости от количества имеющихся зондирующих сигналов для просмотра зоны, а по направлениям, по которым сохранено решение, что они «пустые», определять допустимую величину n пропусков в их зондировании. Поскольку величину ΔD устанавливают заранее, то можно прогнозировать величину интервала времени, через который предполагаемая цель достигнет заданного рубежа обнаружения, если она находится еще вне интервала дальности ΔD. Скорость такой цели может быть спрогнозирована на основе предположений о классе целей, которые могут находиться в просматриваемом угловом направлении (например, в зависимости от высоты просматриваемой части зоны). В зависимости от вычисленного интервала времени и может быть определена допустимая величина n пропусков в зондировании направлений, по которым сохранено решение, что они «пустые».In this case, the decision about whether the direction is “empty” is not made during the current viewing of the angular direction, but after viewing a number of directions or the entire buffer part of the zone. This allows, before the next viewing of the buffer part of the zone, when it is already known how many total probing signals are available after viewing the priority part of the zone, to determine how much they can be spent on viewing directions in which the target was not previously detected (minus the number of sounding signals required for tracking targets in the zone, the number of which is random, but after each review period is known). That is, the decision about which directions are “empty” can be made before the next viewing of the buffer part of the zone based on a comparison of the level of signals (noise) measured in the previous period of viewing the angular directions of the part of the zone. This allows you to choose for sensing the direction with the highest level of signals (noise), measured, for example, at distance sections remote at a distance ΔD from the set detection threshold, and in all other directions of the zone to keep the decision that they are "empty". This makes it possible to set the level before viewing the zone, depending on the number of sounding signals available for viewing the zone, and in the directions in which the decision is made that they are "empty", determine the allowable value n of omissions in their sounding. Since the ΔD value is set in advance, it is possible to predict the value of the time interval after which the intended target will reach the predetermined detection threshold, if it is still outside the range interval ΔD. The speed of such a target can be predicted based on assumptions about the class of targets that may be in the viewing angular direction (for example, depending on the height of the viewing part of the zone). Depending on the calculated time interval, the permissible value of n gaps in the sounding of directions in which the decision is saved that they are "empty" can be determined.
Если анализ уровня шумов осуществляют на участке дальности, расположенном за рубежами обнаружения, то в интервале дальности до рубежа обнаружения уровень устанавливают равным порогу обнаружения, так как если в этом интервале обнаружат цель и возьмут ее на сопровождение, то это угловое направление будет просматриваться в режиме сопровождения.If the analysis of the noise level is carried out in the range section located outside the detection boundaries, then in the range of the range to the detection boundary, the level is set equal to the detection threshold, since if a target is found in this interval and taken for tracking, this angular direction will be viewed in tracking mode .
Другим вариантом сохранения дальности в буферной части зоны является обзор ее при пониженной концентрации энергии и при пониженном пороге обнаружения. Если в прототипе пониженная концентрация энергии приводит к сокращению дальности, то в заявляемом способе дальность сохраняется за счет снижения порога обнаружения, а в случае обнаружения сигнала, превысившего этот порог, увеличивают концентрацию энергии и повышают порог обнаружения. Это обеспечивает обнаружение цели на заданной дальности при допустимой вероятности ложной тревоги и становится возможным на основе тех же обоснований, которые приведены выше.Another option for maintaining range in the buffer part of the zone is to review it at a reduced energy concentration and at a low detection threshold. If in the prototype a reduced concentration of energy leads to a reduction in range, then in the claimed method, the range is maintained by lowering the detection threshold, and in the case of detecting a signal that exceeds this threshold, increase the energy concentration and increase the detection threshold. This ensures the detection of the target at a given range with an acceptable probability of false alarm and becomes possible based on the same justifications that are given above.
Действительно, при просмотре с пониженной концентрацией энергии (например, широким лучом) ошибочное принятие «пустых» угловых направлений за направления, содержащие цель, приведет лишь к ошибочному переходу к зондированию этих направлений с повышенной концентрацией энергии (с уменьшенной шириной луча). Причем если вероятность превышения шумом установленного уровня для определения «пустых» направлений в буферной части зоны Р, а общее число угловых направлений этой части зоны, просматриваемых широким лучом М, то в среднем за один период обзора будет совершен ошибочный переход к просмотру с уменьшенной шириной луча в Р-М «пустых» частях зоны (следовательно, к напрасной трате зондирующих сигналов), но на просмотр остальных «пустых» направлений будет затрачено зондирующих сигналов меньше, чем число направлений. Это означает, что решение о том, «пустые» направления или нет, можно принимать с вероятностью ложной тревоги Р>>10-6, то есть на основе анализа уровня шумов. Поэтому при просмотре n0>1 «пустых» направлений широким лучом может быть затрачен лишь один зондирующий сигнал или на m×n0 угловых направлений m зондирующих сигналов.Indeed, when viewing with a reduced energy concentration (for example, a wide beam), the erroneous adoption of “empty” angular directions for directions containing the target will only lead to an erroneous transition to sensing these directions with an increased energy concentration (with a reduced beam width). Moreover, if the probability of noise exceeding the established level for determining “empty” directions in the buffer part of zone P, and the total number of angular directions of this part of the zone viewed by a wide beam M, then on average for one review period an erroneous transition to viewing with a reduced beam width will be made in the RM “empty” parts of the zone (therefore, to the waste of probing signals), but less than the number of directions will be spent on viewing the remaining “empty” directions. This means that the decision on whether or not to “empty” directions can be made with a false alarm probability of P >> 10 -6 , that is, based on an analysis of the noise level. Therefore, when viewing n 0 > 1 “empty” directions with a wide beam, only one sounding signal can be expended or m × n 0 angular directions of m sounding signals.
Для иллюстрации заявленных способов с изменяемой концентрацией энергии рассмотрим одну из возможных ситуаций.To illustrate the claimed methods with a variable energy concentration, we consider one of the possible situations.
Предположим, что пороговый уровень при просмотре i-й части буферной части зоны широким лучом, охватывающим ni>1 угловых направлений, установлен так, что допускается в среднем в одном направлении каждый период обзора ошибочное обнаружение цели. Это означает, что при приеме сигналов ni парциальными каналами с игольчатыми диаграммами направленности в одном из ni «пустых» угловых направлений будет обнаружен сигнал, превышающий пороговый уровень. После чего на следующем шаге выполнят зондирование этого углового направления при использовании игольчатого луча, и порог обнаружения повысят до обеспечения уровня ложной тревоги, устанавливаемого при окончательном принятии решения об обнаружении цели. Если на этом шаге цель не обнаружена, то принимают решение о том, что эта часть зоны «пустая» и переходят к просмотру зоны широким лучом следующей (i+1)-й части буферной части зоны, содержащей ni+1 угловых направлений.Assume that the threshold level when viewing the i-th part of the buffer part of the zone with a wide beam, covering n i > 1 angular directions, is set so that on average, in one direction, each period of the review allows erroneous target detection. This means that when signals are received n i by partial channels with needle radiation patterns in one of the n i “empty” angular directions, a signal exceeding the threshold level will be detected. After that, at the next step, they will probe this angular direction using a needle beam, and the detection threshold will be raised to ensure the level of false alarm set at the final decision to detect the target. If no target is found at this step, then they decide that this part of the zone is “empty” and proceed to viewing the zone with a wide beam of the next (i + 1) th part of the buffer part of the zone containing n i + 1 angular directions.
В рассмотренном случае в среднем на одну «пустую» часть зоны может быть затрачено 2 зондирующих сигнала и тогда n0=ni/2. При ni>2 на просмотр n0>1 «пустых» направлений будет затрачен один зондирующий сигнал.In the considered case, on average, 2 probing signals can be spent on one “empty” part of the zone, and then n 0 = n i / 2. If n i > 2, one probe signal will be consumed for viewing n 0 > 1 “empty” directions.
Для случая, когда в РЛС отсутствуют парциальные приемные каналы, в заявленном способе прием осуществляют широким лучом, охватывающим ni угловых направлений. В этом случае расход зондирующих сигналов на «пустую» часть буферной части зоны увеличится.For the case when there are no partial receiving channels in the radar, in the claimed method, the reception is carried out with a wide beam, covering n i angular directions. In this case, the flow of sounding signals to the "empty" part of the buffer part of the zone will increase.
При этом возможна такая ситуация. При обзоре i-ю часть буферной части зоны облучают лучом, охватывающим все ni угловые направления, и таким же лучом осуществляют прием сигналов. Если просматриваемая часть «пустая», но из-за пониженного порогового уровня ошибочно обнаружена цель, то следующие шаги делают для определения углового направления, в котором находится цель. При этом можно использовать несколько вариантов. Например, ширину луча уменьшают в 2 раза и последовательно просматривают две половины i-й части буферной части зоны, каждая из которых содержит ni/2 угловых направлений. Если ни в одной из двух половин цель не обнаружена, то всю i-ю часть зоны считают «пустой» и переходят к просмотру (i+1)-й части широким лучом, охватывающим ni+1 угловых направлений. Если же в одной половине части i-й части обнаружена цель, то ширину луча уменьшают в 4 раза (от первоначального) и последовательно просматривают эту половину i-й части зоны и т.д., доходя до просмотра углового направления игольчатым лучом. В зависимости от наличия зондирующих сигналов возможны и другие варианты, например, после первого шага, когда при просмотре широким лучом обнаружена цель, перейти сразу к последовательному просмотру i-й части зоны игольчатым лучом.In this case, such a situation is possible. When reviewing, the ith part of the buffer part of the zone is irradiated with a beam that covers all n i angular directions, and signals are received with the same beam. If the viewed part is “empty”, but due to the lowered threshold level, the target was erroneously detected, then the following steps are taken to determine the angular direction in which the target is located. You can use several options. For example, the beam width is reduced by 2 times and two halves of the i-th part of the buffer part of the zone are sequentially viewed, each of which contains n i / 2 angular directions. If the target is not found in either of the two halves, then the entire i-th part of the zone is considered “empty” and proceed to viewing the (i + 1) -th part with a wide beam, covering n i + 1 angular directions. If a target is found in one half of the part of the i-th part, then the beam width is reduced by 4 times (from the original) and this half of the i-th part of the zone is sequentially viewed, etc., reaching the angle of view with a needle beam. Depending on the presence of the probing signals, other options are also possible, for example, after the first step, when a target is detected when viewing with a wide beam, proceed immediately to sequential viewing of the ith part of the zone with a needle beam.
На любом шаге, при просмотре части зоны лучом с уменьшенной шириной, если не подтверждается обнаружение цели в i-й части, принимают решение, что i-я часть «пустая» и переходят к просмотру (i+1)-й части широким лучом.At any step, when viewing part of the zone with a beam with a reduced width, if target detection in the i-th part is not confirmed, they decide that the i-th part is “empty” and proceed to viewing the (i + 1) -th part with a wide beam.
Следует отметить, что за счет уменьшения ширины луча увеличивают концентрацию энергии, за счет повышения порогового уровня снижают уровень ложной тревоги, поэтому на конечном шаге, когда просматривают угловое направление игольчатым лучом, ложная тревога и вероятность обнаружения цели могут быть достигнуты такими же, как и в способе-прототипе, но при сохранении заданной дальности.It should be noted that by reducing the width of the beam, increasing the energy concentration, by increasing the threshold level reduces the level of false alarm, therefore, at the final step, when viewing the angular direction with a needle beam, false alarm and the probability of detecting the target can be achieved the same as in prototype method, but while maintaining a given range.
Чтобы снизить вероятность пропуска целей в «пустых» направлениях, когда их зондирование игольчатым лучом пропущено, эти направления просматривают в пассивном режиме в диапазоне внешних РЭС или при использовании систем активного ответа.To reduce the likelihood of missing targets in “empty” directions when they are missed with a needle beam, these directions are viewed in passive mode in the range of external RES or when using active response systems.
Целесообразность этих способов обосновывается, например, тем, что воздушные цели, особенно высокоскоростные и низколетящие, при движении должны периодически включать бортовые РЭС для предотвращения столкновения с другими целями или с местными предметами. Кроме того, при современном уровне насыщенности территорий радиолокационными станциями каждая цель с достаточно большой частотой облучается их сигналами и отражает их. И если при просмотре углового направления в пассивном режиме принят сигнал внешнего РЭС, то это означает, что это направление перестало быть «пустым».The feasibility of these methods is justified, for example, by the fact that air targets, especially high-speed and low-flying, during movement should periodically include on-board radio stations to prevent collision with other targets or with local objects. In addition, at the current level of saturation of territories with radar stations, each target is irradiated with a sufficiently high frequency by their signals and reflects them. And if, when viewing the angular direction in passive mode, an external RES signal is received, then this means that this direction has ceased to be “empty”.
Аналогично могут быть использованы все известные системы активного ответа, в том числе системы опознавания. В мирное время или в случае локальных конфликтов цели при пролете территории сопредельных государств должны отвечать на запросы наземных или самолетных запросчиков.Similarly, all known active response systems, including recognition systems, can be used. In peacetime or in the event of local conflicts, targets during the passage of the territory of neighboring states must respond to requests from ground or aircraft interrogators.
Сравнение заявленных способов с прототипом позволяет сделать следующие выводы.Comparison of the claimed methods with the prototype allows us to draw the following conclusions.
В прототипе энергию, оставшуюся от обслуживания (обзора и сопровождения) приоритетной части зоны, распределяют равномерно по буферной части зоны, уменьшая дальность, а в заявленном способе, основанном на пропуске в зондировании отдельных угловых направлений, эту энергию распределяют только между угловыми направлениями, по которым при предшествующем просмотре не было принято решение, что они «пустые», сохраняя при этом дальность. Этим обеспечивается достижение заявленного технического результата.In the prototype, the energy remaining from the maintenance (review and maintenance) of the priority part of the zone is distributed evenly over the buffer part of the zone, reducing the range, and in the claimed method, based on the passage in the sensing of individual angular directions, this energy is distributed only between the angular directions along which at the previous viewing, it was not decided that they are “empty”, while maintaining the range. This ensures the achievement of the claimed technical result.
В прототипе за счет снижения концентрации энергии в буферной части зоны уменьшают дальность, а в заявленном способе, основанном на снижении концентрации энергии, сохраняют дальность за счет понижения порога обнаружения, допуская повышение вероятности ложной тревоги, а при восстановлении концентрации энергии и порога обнаружения (когда обнаружен сигнал, превышающий пониженный порог), обеспечивают заданный уровень ложной тревоги. Этим обеспечивается достижение заявленного технического результата.In the prototype, by reducing the energy concentration in the buffer part of the zone, the range is reduced, and in the claimed method, based on the decrease in energy concentration, the range is maintained by lowering the detection threshold, allowing an increase in the probability of false alarm, and when restoring the energy concentration and detection threshold (when detected signal exceeding a low threshold), provide a specified level of false alarm. This ensures the achievement of the claimed technical result.
Использование в заявляемом способе излучений внешних РЭС или систем активного ответа возможно при наличии лишь одной приемной позиции, так как измерение дальности до излучающей или облучаемой внешними РЭС цели выполняют при зондировании игольчатым лучом углового направления, в котором обнаружено излучения внешнего РЭС или принят ответный сигнал. При использовании этого способа сохраняется возможность контролировать неприоритетную часть зоны, на просмотр которой не осталось энергии после просмотра приоритетной части зоны достаточно большого размера при сохранении дальности. Этим обеспечивается достижение заявленного технического результата.The use in the inventive method of radiation from external RES or active response systems is possible if there is only one receiving position, since the measurement of the distance to the target emitted or irradiated by external RES is performed by probing with a needle beam in the angular direction in which the radiation of the external RES is detected or a response signal is received. When using this method, it remains possible to control the non-priority part of the zone, for viewing which there is no energy left after viewing the priority part of the zone of a sufficiently large size while maintaining the range. This ensures the achievement of the claimed technical result.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008117568/09A RU2405168C2 (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Method for radar scanning zones in space (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008117568/09A RU2405168C2 (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Method for radar scanning zones in space (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008117568A RU2008117568A (en) | 2009-11-10 |
| RU2405168C2 true RU2405168C2 (en) | 2010-11-27 |
Family
ID=41354382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008117568/09A RU2405168C2 (en) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Method for radar scanning zones in space (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405168C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610833C1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-02-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Space scanning method |
| RU2621680C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-06-07 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Space observation method |
| RU2625170C1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-07-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of detecting objectives at set range |
-
2008
- 2008-04-30 RU RU2008117568/09A patent/RU2405168C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КУЗЬМИН С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. - М.: Радио и связь, 1986, с.208, нижний абзац - 209. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610833C1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-02-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Space scanning method |
| RU2621680C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-06-07 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Space observation method |
| RU2625170C1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-07-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Method of detecting objectives at set range |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008117568A (en) | 2009-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10795023B2 (en) | Laser scanning apparatus and method | |
| EP1260833B1 (en) | Method for eliminating false reflected targets and automatic reflector mapping in secondary surveillance radar | |
| EP3039447B1 (en) | Radar system and associated apparatus and methods | |
| RU2478981C2 (en) | Method of radar scanning of space | |
| US8134492B1 (en) | Method for scanning a radar search volume within an allowable scan time | |
| WO2015128478A1 (en) | An avian detection system using transponder data | |
| US11675353B2 (en) | System and method for disrupting radio frequency communications of aircraft | |
| RU2543511C1 (en) | Method of operation of radar system based on radar station with controlled parameters of radiation | |
| Matuszewski | Specific emitter identification | |
| RU2405168C2 (en) | Method for radar scanning zones in space (versions) | |
| RU2285939C1 (en) | Method for controlling airspace, irradiated by external radiation sources, and radiolocation station for realization of said method | |
| CN114217274A (en) | Method and device for positioning target of interference synthetic aperture radar | |
| US8223065B1 (en) | Methods and systems for partitioning a radar acquisition volume | |
| Watson et al. | Non-line-of-sight radar | |
| EP1123516B1 (en) | Adaptive dwell timing for radar tracking | |
| RU2403588C2 (en) | Method for radar surveillance of space (versions) and complex of radar stations for its realisation | |
| RU2427002C1 (en) | Method of detecting object trajectory | |
| US20200182997A1 (en) | Method and system for tracking non-cooperative objects using secondary surveillance radar | |
| JP7243163B2 (en) | object tracking device | |
| RU2400768C1 (en) | Radar scanning method | |
| RU2366969C1 (en) | Method for space surveillance (versions) | |
| RU2531803C2 (en) | Method of determination of coordinates of radio-frequency radiation source - repeater jammer and method of determination of coordinates of targets irradiated with repeater jammer | |
| RU2400767C2 (en) | Radar scanning method (versions) | |
| RU2377595C1 (en) | Method of radar scanning area in space | |
| RU2618675C1 (en) | Method of space radar scanning |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20111216 |
|
| QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20120424 |