RU2408032C2 - Способ зондирования контролируемого пространства радиолокационной системой с фазированной антенной решеткой - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способам обзора контролируемого пространства в многоцелевых радиолокационных системах с фазированными антенными решетками (ФАР). Достигаемым техническим результатом изобретения является обеспечение фокусировки зондирующих сигналов (ЗС) в заданной малой области и снижение ошибки разрешения в пространственной и частотных областях. Сущность изобретения состоит в формировании ЗС в каждой угловой позиции луча диаграммы направленности (ДН) из последовательно излучаемых пар одиночных и пачечных сигналов, последовательно излучаемых излучателями ФАР, причем в режиме начального просмотра контролируемого пространства стартовая позиция луча пары ЗС приходит на первую верхнюю позицию луча ДН ФАР, а последующие пары ЗС сканируют область контролируемого пространства последовательно с определенными задержками в горизонтальных рядах позиций луча ДН ФАР с вертикальным пошаговым переходом и при обнаружении отражающей неоднородности среды в какой-либо из угловых позиций вычисляют скорость перемещения и координаты указанной неоднородности, а в режиме сопровождения указанной неоднородности, как объекта локации, стартовая пара ЗС приходит на ту же угловую позицию ДН, что и при начальном просмотре, но наборы задержек излучения ЗС формируются в зависимости от координат неоднородностей среды, которые обнаружены в соответствующих угловых позициях наблюдения при очередном и предшествующих просмотрах контролируемого пространства.

Description

Изобретение относится к области радиолокации, в частности, к способам обзора контролируемого пространства в многоцелевых радиолокационных системах с фазированными антенными решетками, неконтактного исследования среды и может быть использовано в радиолокационной фотограмметрии, в прибрежном мониторинге, в картосличительной навигации.

Известен способ зондирования контролируемого пространства в радиолокационной системе с фазированной антенной решеткой, заключающийся в том, что в области контролируемого пространства, в которой осуществляют поиск, обнаружение, захват и сопровождение цели, задают N угловых позиций главного лепестка (луча) диаграммы направленности, каждая из которых определяется азимутом и углом места оси симметрии луча, а также угловыми отклонениями от нее по азимуту и углу места, затем осуществляют обзор всех N угловых позиций с временным интервалом, в течение которого осуществляют зондирование каждой угловой позиции, на которой произошло обнаружение цели (патент РФ №2188436 по кл. G03S 13/40 от 23.11.2001 г.).

Данный способ позволяет обеспечивать обнаружение, захват и сопровождение как воздушных, так и наземных целей и их различных комбинаций в контролируемом пространстве. Недостатком известного способа являются высокие ошибки разрешения в пространственной и частотных областях и отсутствие фокусировки зондирующих сигналов в заданной малой области.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу по совокупности существенных признаков является способ зондирования контролируемого пространства в радиолокационной системе с фазированной антенной решеткой, заключающийся в том, что в области контролируемого пространства, в которой осуществляют поиск, обнаружение, определение значений параметров отражающих неоднородностей среды и их сопровождение, задают N угловых позиций главного лепестка (луча) диаграммы направленности, каждая из которых определяется азимутом и углом места оси симметрии луча, а также угловыми отклонениями от нее по азимуту и углу места, затем осуществляют обзор всех N угловых позиций с временным интервалом, в течение которого осуществляют зондирование каждой угловой позиции, на которой произошло обнаружение отражающей неоднородности среды (позиция целеуказания), осуществляют обзор остальных угловых позиций по спирали, в центре которой находится угловая позиция целеуказания, измеряют скорости линий визирования обнаруженной неоднородности среды, соответственно, в азимутальной и угломерных плоскостях, а также дальность (патент РФ №2237909 по кл. G01S 13/56 от 20.02.2003 г.).

Данный способ позволяет обеспечивать заданный период обращения к отдельным неоднородностям среды и повышает точность определения их координат.

Недостатком вышеуказанного способа являются высокие ошибки разрешения в пространственной и частотных областях и отсутствие фокусировки зондирующих сигналов в заданной малой области.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении фокусировки зондирующих сигналов в заданной малой области и снижении ошибки разрешения в пространственной и частотных областях.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе зондирования контролируемого пространства радиолокационной системой с фазированной антенной решеткой в области контролируемого пространства, в которой осуществляют поиск, обнаружение, определение значений параметров отражающих неоднородностей среды и их сопровождение, задают N угловых позиций главного лепестка (луча) диаграммы направленности, каждая из которых определяется азимутом и углом места оси симметрии луча, а также угловыми отклонениями от нее по азимуту и углу места, затем осуществляют обзор всех N угловых позиций с временным интервалом, в течение которого осуществляют зондирование каждой угловой позиции, на которой произошло обнаружение отражающей неоднородности среды (позиция целеуказания), осуществляют обзор остальных угловых позиций по спирали, в центре которой находится угловая позиция целеуказания, измеряют скорости линий визирования обнаруженной неоднородности среды, соответственно, в азимутальной и угломерных плоскостях, а также дальность, отличающийся тем, что зондирующие радиосигналы в каждой угловой позиции луча диаграммы направленности формируют из последовательно излучаемых одиночных и пачечных сигналов, при этом длительности пачечного сигнала и импульсов, которые его заполняют, могут меняться по заданной программе, с последующей амплитудной модуляцией по определенному временному закону с заданной максимальной частотой спектра, которая меньше частоты повторения импульсов стабильно генерируемой импульсной последовательности, а одиночный сигнал формируют путем накопления энергии импульсной генерируемой последовательности в паузе между пачечными сигналами с последующей рекуперацией в одиночный импульс большой амплитуды, причем в режиме начального просмотра контролируемого пространства исходная (стартовая) позиция луча пары зондирующих сигналов приходит на первую верхнюю позицию луча диаграммы направленности фазированной антенной решетки, а последующие пары зондирующих сигналов сканируют область контролируемого пространства последовательно с определенными задержками в горизонтальных рядах позиций луча диаграммы направленности фазированной антенной решетки с вертикальным пошаговым переходом и при обнаружении отражающей неоднородности среды в какой-либо из угловых позиций, на которое разбито контролируемое пространство, вычисляют скорость перемещения и координаты указанной неоднородности, а в режиме сопровождения указанной неоднородности, как объекта локации, стартовая пара зондирующих сигналов приходит на ту же угловую позицию диаграммы направленности, что и при начальном просмотре, но наборы задержек излучения зондирующих сигналов формируются в зависимости от координат неоднородностей среды, которые обнаружены в соответствующих угловых позициях наблюдения при очередном и предшествующих просмотрах контролируемого пространства.

Предлагаемый способ зондирования контролируемого пространства радиолокационной системой с фазированной антенной решеткой заключается в следующем.

Работа радиолокационной системы с фазированной антенной решеткой основана на формировании зондирующих радиосигналов в каждой угловой позиции луча диаграммы направленности из последовательно излучаемых 1…N пар одиночных и пачечных сигналов, последовательно излучаемых излучателями фазированной антенной решетки.

Опорный генератор возбуждает стабильную последовательность прямоугольных импульсов, из которой формируется радиосигнал, состоящий из последовательно излучаемых пар пачечных и одиночных сигналов. Длительности пачечного импульсного сигнала и отдельных импульсов, которые его заполняют, могут меняться по заданной программе, которая зависит от ситуационной обстановки и шумовой информации, с последующей амплитудной модуляцией по определенному временному закону с заданной максимальной частотой спектра, которая меньше частоты повторения импульсов стабильно генерируемой импульсной последовательности. Одиночный сигнал формируют путем накопления энергии импульсной генерируемой последовательности в паузе между пачечными сигналами с последующей рекуперацией в одиночный импульс большой амплитуды, который, в свою очередь, поступает в соответствующий излучатель фазированной антенной решетки.

В области контролируемого пространства, в которой осуществляется поиск, обнаружение, определение значений параметров отражающих неоднородностей среды и их сопровождение, задают N угловых позиций главного лепестка (луча) диаграммы направленности, каждая из которых определяется азимутом и углом места оси симметрии луча, а также угловыми отклонениями от нее по азимуту и углу места. В режиме начального просмотра контролируемого пространства стартовая пара зондирующих сигналов приходит на первую верхнюю позицию луча диаграммы направленности фазированной антенной решетки, а последующие пары зондирующих сигналов сканируют область контролируемого пространства последовательно с определенными задержками в горизонтальных рядах позиций луча диаграммы направленности фазированной антенной решетки с вертикальным пошаговым переходом. При обнаружении очередной угловой позиции целеуказания осуществляют обзор угловых позиций по спирали, в центре которой находится угловая позиция целеуказания, измеряют скорости линий визирования обнаруженной отражающей неоднородности среды, соответственно, в азимутальной и угломерных плоскостях, а также дальность.

В режиме сопровождения указанной неоднородности, как объекта локации, стартовая пара зондирующих сигналов приходит на ту же угловую позицию диаграммы направленности, что и при начальном просмотре, но наборы задержек излучения зондирующих сигналов формируются в зависимости от координат набора ранее обнаруженных неоднородностей среды, которые обнаружены в соответствующих угловых позициях наблюдения при очередном и предшествующих просмотрах контролируемого пространства.

При передвижении неоднородностей среды стартовая угловая позиция диаграммы направленности сохраняется и служит базовым средством для фокусировки зондирующих сигналов в заданной малой области. В случае снижения уровня отраженного сигнала от неоднородности среды за счет уменьшения ее отражающей поверхности при маневре программно осуществляют попарную синхронизацию излучаемых разными излучателями фазированной антенной решетки, сохраняя их фокусировку в заданной области.

Таким образом, предложенный способ зондирования пространства в радиолокационной системе с фазированной антенной решеткой позволяет обеспечить фокусировку зондирующих сигналов в заданной малой области и снизить ошибки разрешения в пространственной и частотных областях.

Claims (1)

1. Способ зондирования контролируемого пространства радиолокационной системой с фазированной антенной решеткой, заключающийся в том, что в области контролируемого пространства, в которой осуществляют поиск, обнаружение, определение значений параметров отражающих неоднородностей среды и их сопровождение, задают N угловых позиций главного луча диаграммы направленности, каждая из которых определяется азимутом и углом места оси симметрии луча, а также угловыми отклонениями от нее по азимуту и углу места, затем осуществляют обзор всех N угловых позиций с временным интервалом, в течение которого осуществляют зондирование каждой угловой позиции, на которой произошло обнаружение отражающей неоднородности среды, являющейся позицией целеуказания, осуществляют обзор остальных угловых позиций по спирали, в центре которой находится угловая позиция целеуказания, измеряют скорости линий визирования обнаруженной неоднородности среды соответственно в азимутальной и угломерных плоскостях, а также дальность, отличающийся тем, что зондирующие радиосигналы в каждой угловой позиции луча диаграммы направленности формируют из последовательно излучаемых одиночных и пачечных сигналов, при этом длительности пачечного сигнала и импульсов, которые его заполняют, могут меняться по заданной программе, зависящей от ситуационной обстановки и шумовой информации с последующей амплитудной модуляцией по определенному временному закону с заданной максимальной частотой спектра, которая меньше частоты повторения импульсов стабильно генерируемой импульсной последовательности, а одиночный сигнал формируют путем накопления энергии импульсной генерируемой последовательности в паузе между пачечными сигналами с последующей рекуперацией в одиночный импульс большой амплитуды, причем в режиме начального просмотра контролируемого пространства стартовая позиция луча пары зондирующих сигналов приходит на первую верхнюю позицию луча диаграммы направленности фазированной антенной решетки, а последующие пары зондирующих сигналов сканируют область контролируемого пространства последовательно с определенными задержками в горизонтальных рядах позиций луча диаграммы направленности фазированной антенной решетки с вертикальным пошаговым переходом и при обнаружении отражающей неоднородности среды в какой-либо из угловых позиций, на которое разбито контролируемое пространство, вычисляют скорость перемещения и координаты указанной неоднородности, а в режиме сопровождения указанной неоднородности, как объекта локации, стартовая пара зондирующих сигналов приходит на ту же угловую позицию диаграммы направленности, что и при начальном просмотре, но наборы задержек излучения зондирующих сигналов формируются в зависимости от координат неоднородностей среды, которые обнаружены в соответствующих угловых позициях наблюдения при очередном и предшествующих просмотрах контролируемого пространства.