RU2604914C2 - Дирижабль дальнего радиолокационного обнаружения - Google Patents
Дирижабль дальнего радиолокационного обнаружения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2604914C2 RU2604914C2 RU2015117336/11A RU2015117336A RU2604914C2 RU 2604914 C2 RU2604914 C2 RU 2604914C2 RU 2015117336/11 A RU2015117336/11 A RU 2015117336/11A RU 2015117336 A RU2015117336 A RU 2015117336A RU 2604914 C2 RU2604914 C2 RU 2604914C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- airship
- radar
- shell
- nacelle
- airborne
- Prior art date
Links
- 239000011257 shell material Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
- B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
- B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
- B64B1/22—Arrangement of cabins or gondolas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/02—Dropping, ejecting, or releasing articles
- B64D1/08—Dropping, ejecting, or releasing articles the articles being load-carrying devices
- B64D1/10—Stowage arrangements for the devices in aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области использования в области воздухоплавания радиолокационных систем дальнего обнаружения. Дирижабль дальнего радиолокационного обнаружения состоит из оболочки, гондолы, двигателя, винта и бортовой РЛС, установленной в гондоле. Антенная система бортовой РЛС выполнена в виде активной фазированной антенной решетки. Приемо-передающие модули и распределительная система питания вмонтированы в материал оболочки дирижабля на одной из его боковых сторон. На противоположной стороне оболочки нанесена контрольная разметка. В гондоле размещены стартовая площадка для беспилотного летательного аппарата, система слежения и канал управления упомянутым летательным аппаратом, который оснащен двумя слабонаправленными излучателями. Изобретение направлено на повышение эффективности обнаружения малозаметных целей. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области радиолокационных систем дальнего обнаружения и воздухоплавания и может быть использовано при разработке радиолокационной станции (РЛС) обзора воздушного, наземного и надводного пространства.
Известен аэростат 420K дальнего радиолокационного обнаружения (ДРЛО), разработанный США для контроля воздушного, надводного и наземного пространства в заданной зоне ответственности (см., например, Верба B.C. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Состояние и тенденции их развития / Под ред. B.C. Верба. - М.: Радиотехника, 2008. - 432 с.). Данный аэростат оснащен РЛС обнаружения L-88(V)3, расположенной вместе с антенной в радиопрозрачной гондоле. РЛС имеет антенну с размером апертуры 8,7 м, круговой обзор которой обеспечивается ее механическим вращением.
Основным недостатком такого аэростата является то, что РЛС L-88(V)3 работает в сантиметровом диапазоне волн (Х-диапазон), который является малоэффективным для обнаружения малозаметных воздушных целей (беспилотных летательных аппаратов (БЛА), крылатых ракет, самолетов типа «СТЕЛС») (см., например, Верба B.C. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Состояние и тенденции их развития / Под ред. B.C. Верба. - М.: Радиотехника, 2008. - 432 с.). Более эффективными считаются L- или Р-диапазон. Однако работа РЛС в L- или Р-диапазоне при условии обеспечения требуемых направленных свойств антенны требует значительного увеличения апертуры (до нескольких сотен метров) и массы антенной системы, что практически делает невозможным ее установку и механическое вращение в радиопрозрачной гондоле аэростата.
Также известны проекты дирижаблей, оснащенные РЛС обнаружения, где в качестве антенной системы используется плоская активная фазированная антенная решетка (АФАР), установленная внутри оболочки дирижабля параллельно строительной оси (см., например, Верба B.C., Гандурин В.А. Радиолокатор с синтезированной апертурой на высотном беспилотном дирижабле // Антенны. - 2004. - №8-9. - С. 128-138). Однако в случае использования L- и Р-диапазонов размеры АФАР значительно больше (как минимум на один порядок), что существенно уменьшит рабочий объем дирижабля и соответственно его подъемную силу.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обнаружения малозаметных целей дирижаблем ДРЛО.
Технический результат достигается тем, что в известном дирижабле, состоящем из оболочки, гондолы, двигателя, винта и бортовой РЛС, установленной в гондоле, антенная система бортовой РЛС выполнена в виде АФАР, приемо-передающие модули (ППМ) и распределительная система питания которой вмонтированы в материал оболочки дирижабля на одной из его боковых сторон, а на противоположной стороне оболочки нанесена контрольная разметка; дополнительно введены оснащенный двумя слабонаправленными излучателями беспилотный летательный аппарат (БЛА) с возможностью взлета и посадки со стартовой площадки, размещенной в гондоле дирижабля, система слежения, установленная на БЛА, а также канал управления БЛА.
Сущность изобретения заключается в том, что на одной из боковых сторон известного дирижабля в материал оболочки вмонтированы ППМ Р-диапазона с распределительной системой питания. Для возбуждения ППМ и управления угловым положением луча диаграммы направленности (ДН) используется БЛА вертолетного типа, оснащенный двумя слабонаправленными излучателями, работающими на разных, но близких по значению частотах. При этом на выходе квадратичного амплитудного детектора каждого ППМ в результате сложения двух разнесенных по частоте сферических волн образуются биения разностной частоты, которые далее усиливаются и переизлучаются в пространство, формируя узконаправленное излучение. Управляя угловым положением БЛА в азимутальной и угломестной плоскостях на определенном расстоянии относительно оболочки дирижабля, изменяются амплитуда и фаза биений на выходе всех ППМ, а соответственно, и угловое положение луча ДН. Таким образом, размещение ППМ Р-диапазона на оболочке дирижабля и возбуждение их с помощью двух слабонаправленных излучателей, установленных на БЛА, позволяет создать антенную систему бортовой РЛС в виде приемо-передающей крупноапертурной выпуклой АФАР, работающей в Р-диапазоне, что способствует повышению вероятности обнаружения малозаметных целей дирижаблем ДРЛО. Описанный способ возбуждения ППМ и управления лучом ДН с помощью двух слабонаправленных излучателей, установленных на БЛА, соответствует основным положениям известной теории нелинейно-дифракционного фазирования (см., например, Бахрах Л.Д., Степаненко C.H., Поваренкин Н.В. Использование квазиволн для фазирования антенных решеток с произвольным расположением модулей // Электромагнитные волны и электронные системы. - 1997. - №6, т. 2. - С. 55-62), достоинством которого считается возможность фазирования решеток с неэквидистантным размещением излучателей без помощи фазовращателей.
На фигуре 1 представлен вариант исполнения дирижабля ДРЛО, где цифрами обозначены: 1 - оболочка дирижабля, заполненная инертным негорючим газом (например, гелием); 2 - гондола; 3 - двигатель; 4 - винт; 5 - ППМ; 6 - стартовая площадка для БЛА; 7 - РЛС обнаружения (за исключением антенны); 8 - канал управления БЛА; 9 - БЛА вертолетного типа.
Работа устройства поясняется фигурой 2. На фигуре 2 представлен вид спереди дирижабля ДРЛО. Антенная система РЛС обнаружения 7, выполненная в виде вмонтированной в оболочку дирижабля 1 решетки ППМ 5, работает по принципу антенной решетки с оптической схемой питания проходного типа (см., например, Вендик О.Г., Парнес М.Д. Антенны с электрическим сканированием (Введение в теорию) / Под ред. Л.Д. Бахраха. - M.: САЙНС-ПРЕСС, 2002. - 187 с.). При этом внешний облучатель представляет собой два слабонаправленных излучателя 10 с близкими по значению частотами излучения ω1 и ω2, неподвижно установленных в нижней части БЛА вертолетного типа 9. В качестве слабонаправленных излучателей 10 используются слабонаправленные антенны с полупроводниковыми СВЧ-генераторами, достоинством которых является малая масса и габариты. Расстояние между излучателями 10 должно быть на порядок больше излучаемых ими длин волн (исходя из условия меньшего взаимовлияния друг на друга). Сигналы от слабонаправленных излучателей 10, проходя через радиопрозрачную оболочку дирижабля 1, поступают на вход каждого ППМ 5. В ППМ 5 с помощью квадратичного амплитудного детектора выделяются биения, имеющие синусоидальную форму с частотой Ω=ω1-ω2. Выходное напряжение квадратичного детектора используется как сигнал возбуждения в режиме передачи и как гетеродинный сигнал в режиме приема.
В отличие от известной антенной решетки проходного типа, содержащей фазовращатели, сканирование лучом ДН осуществляется вращением по азимуту и углу места БЛА 9 согласно заданной программе. При этом главный лепесток ДН формируется в направлении оси, проходящей через слабонаправленные излучатели 10, в сторону излучателя с меньшей частотой (ω2).
В качестве носителя слабонаправленных излучателей 10 используется БЛА вертолетного типа 9, имеющий конструкцию соосной схемы, поскольку вертолеты данного типа отличаются высокой маневренностью и меньшими габаритами. Для осуществления взлета и посадки БЛА 9 в гондоле 2 оборудована стартовая площадка 6 (фигура 1).
Расстояние R между антенной решеткой и БЛА (фокусное расстояние) определяется радиусом кривизны боковой поверхности оболочки дирижабля 1 в азимутальной плоскости. При таких условиях местоположение большей части ППМ 5 будет совпадать с поверхностью нулевой фазовой погрешности области формирования биений, имеющих плоский фронт, что в свою очередь обеспечивает формирование максимальной площади синфазного раскрыва в решетке (см., например, Неудакин А.А., Малугин К.А. Конформная фазированная антенная решетка с нелинейно-дифракционным способом фазирования // Антенны. - 2012. - №5. - С. 3-10).
Для управления полетом БЛА 9 и режимом излучения слабонаправленных излучателей 10 в состав дирижабля дополнительно введен канал управления 8 (фигура 1). Данный канал может быть реализован по типу известной системы командной радиолинии управления (см., например, Канащенков А.И., Меркулов В.И. Авиационные системы радиоуправления. Т. 3. / Под ред. А.И. Канащенкова, В.И. Меркулова. - М.: Радиотехника, 2004. - 320 с.).
С целью обеспечения режима «висения» БЛА 9 в точке фокуса антенной решетки (фигура 2) в состав его оборудования включена система слежения, а на оболочку с противоположной стороны относительно поверхности с ППМ 5 нанесена контрольная разметка. Работа данной системы аналогична принципу действия известной оптико-электронной системы слежения корреляционного типа (см., например, Авиационные лазерные и оптико-электронные системы / В.М. Сидорин. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2003. - 550 с.).
Claims (1)
- Дирижабль дальнего радиолокационного обнаружения, состоящий из оболочки, гондолы, двигателя, винта и бортовой РЛС, установленной в гондоле, отличающийся тем, что антенная система бортовой РЛС выполнена в виде активной фазированной антенной решетки, приемо-передающие модули и распределительная система питания которой вмонтированы в материал оболочки дирижабля на одной из его боковых сторон, а на противоположной стороне оболочки нанесена контрольная разметка, в упомянутой гондоле размещены стартовая площадка для беспилотного летательного аппарата, система слежения и канал управления упомянутым летательным аппаратом, который оснащен двумя слабонаправленными излучателями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117336/11A RU2604914C2 (ru) | 2015-05-06 | 2015-05-06 | Дирижабль дальнего радиолокационного обнаружения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117336/11A RU2604914C2 (ru) | 2015-05-06 | 2015-05-06 | Дирижабль дальнего радиолокационного обнаружения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015117336A RU2015117336A (ru) | 2016-11-27 |
RU2604914C2 true RU2604914C2 (ru) | 2016-12-20 |
Family
ID=57758912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015117336/11A RU2604914C2 (ru) | 2015-05-06 | 2015-05-06 | Дирижабль дальнего радиолокационного обнаружения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2604914C2 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106976544A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-07-25 | 南京航空航天大学 | 一种飞艇吊舱结构 |
RU2652512C1 (ru) * | 2017-02-21 | 2018-04-26 | Акционерное общество "ЗАСЛОН" | Способ построения радиолокационной станции кругового обзора привязного аэростата |
CN108539849A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-09-14 | 中国科学院光电研究院 | 一种智能配电管理模块及平流层飞艇用配电器 |
RU2721642C1 (ru) * | 2019-10-24 | 2020-05-21 | Владимир Иванович Михайленко | Способ дальнего обнаружения летательных аппаратов |
US11073362B1 (en) | 2020-08-24 | 2021-07-27 | King Abdulaziz University | Distributed airborne acoustic anti drone system (DAAADS) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107031808A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-08-11 | 中国科学院光电研究院 | 基于临近空间平流层飞艇电磁弹射无人机的系统及方法 |
PL422647A1 (pl) * | 2017-08-25 | 2019-03-11 | Advanced Protection Systems Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Zminiaturyzowany sensor radarowy do montażu na drony do wspomagania lądowania lub wykrywania innych dronów w przestrzeni powietrznej |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0715220A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空中警戒用飛行船 |
RU2182544C2 (ru) * | 2000-04-18 | 2002-05-20 | Государственное предприятие Научно-исследовательский институт радиоприборостроения | Аэростатное устройство радиолокационного обзора местности |
JP2011171803A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
-
2015
- 2015-05-06 RU RU2015117336/11A patent/RU2604914C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0715220A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空中警戒用飛行船 |
RU2182544C2 (ru) * | 2000-04-18 | 2002-05-20 | Государственное предприятие Научно-исследовательский институт радиоприборостроения | Аэростатное устройство радиолокационного обзора местности |
JP2011171803A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652512C1 (ru) * | 2017-02-21 | 2018-04-26 | Акционерное общество "ЗАСЛОН" | Способ построения радиолокационной станции кругового обзора привязного аэростата |
CN106976544A (zh) * | 2017-03-03 | 2017-07-25 | 南京航空航天大学 | 一种飞艇吊舱结构 |
CN108539849A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-09-14 | 中国科学院光电研究院 | 一种智能配电管理模块及平流层飞艇用配电器 |
RU2721642C1 (ru) * | 2019-10-24 | 2020-05-21 | Владимир Иванович Михайленко | Способ дальнего обнаружения летательных аппаратов |
US11073362B1 (en) | 2020-08-24 | 2021-07-27 | King Abdulaziz University | Distributed airborne acoustic anti drone system (DAAADS) |
US11118870B1 (en) | 2020-08-24 | 2021-09-14 | King Abdulaziz University | Blimp-deployed anti-drone system |
US11307003B2 (en) | 2020-08-24 | 2022-04-19 | King Abdulaziz University | Blimp-based aerial UAV defense system |
US11421965B2 (en) | 2020-08-24 | 2022-08-23 | King Abdulaziz University | Method to identify routes of unmanned aerial vehicles approaching a protected site |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015117336A (ru) | 2016-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2604914C2 (ru) | Дирижабль дальнего радиолокационного обнаружения | |
KR20120068808A (ko) | 항공기 | |
US10725169B2 (en) | Integrated radar and ADS-B | |
ES2327779T3 (es) | Sistema de radar para aviones. | |
US8672223B2 (en) | System, device and method of protecting aircrafts against incoming missiles and threats | |
US9109862B2 (en) | System, device, and method of protecting aircrafts against incoming threats | |
JP6862273B2 (ja) | 展開可能な送信/受信モジュール装置を有するラムジェット付き無人航空ビークル | |
EP2239595B1 (en) | Device, system and method of protecting aircrafts against incoming threats | |
RU2551821C1 (ru) | Способ борьбы с беспилотными летательными аппаратами ближнего и малого радиуса действия с помощью электромагнитного излучения дециметрового диапазона длин волн | |
JP5496538B2 (ja) | 超小型飛行機のためのアンテナシステム | |
JP2021042957A (ja) | 航空機を使用してレーダを反射させるためのシステム及び方法 | |
US10705187B1 (en) | Aerial drone for radar calibration | |
Brookner | Recent developments and future trends in phased arrays | |
US6914554B1 (en) | Radar beam steering with remote reflectors/refractors | |
EP2811315B1 (en) | System, device, and method of protecting aircrafts against incoming threats | |
CN111562573A (zh) | 超低空防御雷达探测系统及方法 | |
RU2660518C1 (ru) | Способ радиооптической маскировки надводного корабля | |
Ganti et al. | Design of low-cost on-board auto-tracking antenna for small UAS | |
KR20200021871A (ko) | 저고도 무인항공기 감시 시스템 | |
EP4130643A2 (en) | Device, system, and method of aircraft protection and countermeasures against missiles | |
US11009867B1 (en) | Low-cost distributed multifunction radio frequency (MFRF) swarming unmanned aircraft systems (UAS) | |
WO2024038756A1 (ja) | パッシブレーダを搭載した人工衛星 | |
Tkachenko | System of electronic warfare with uavs | |
WO2019084629A1 (en) | Situational awareness, navigation and communication for low-cost, gun-launched uavs | |
KR102618583B1 (ko) | 안테나 장치 및 이를 포함하는 레이더 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170507 |