RU2618521C1 - Radar station - Google Patents

Radar station Download PDF

Info

Publication number
RU2618521C1
RU2618521C1 RU2016105055A RU2016105055A RU2618521C1 RU 2618521 C1 RU2618521 C1 RU 2618521C1 RU 2016105055 A RU2016105055 A RU 2016105055A RU 2016105055 A RU2016105055 A RU 2016105055A RU 2618521 C1 RU2618521 C1 RU 2618521C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
unit
radar
signal level
Prior art date
Application number
RU2016105055A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Святослав Сергеевич Гремяченский
Юрий Викторович Яковлев
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2016105055A priority Critical patent/RU2618521C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2618521C1 publication Critical patent/RU2618521C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/003—Bistatic radar systems; Multistatic radar systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209—Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/04—Systems determining presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/029—Antistealth radar

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radar ranging.
SUBSTANCE: invention relates to radar ranging with object detection based on use of "transmission" effect and can be used for low-altitude aerial objects (missiles, unmanned aerial vehicles, etc.) detection and coordinates measurement, including ones made using “stealth” technology. Said result is also achieved due to fact, that radar station is mounted on aircraft, receiving and transmitting antennas are oriented vertically downwards, receiving part is made N-channel (N>2), each channel additionally contains series-connected reflected signal level measuring unit, control device and series-connected transmitter signal level changing unit, transmitter signal phase variation unit and adder, which output is connected to receiver input, and receiver output is with integrated inputs of signal level measurement unit and Doppler frequency meter, control device first output is connected to signal level variation unit second input, control device second output is connected to signal phase variation unit second input, all channels signal level changing units first inputs are combined and connected to transmitting antenna input, bearing measuring device has N inputs, each of which is connected to output of corresponding Doppler frequency meter, receiving antenna has N outputs, each of which is connected to input of corresponding channel adder.
EFFECT: technical result is increase in reliability of detecting low-visible low-altitude aerial objects due to use for detection of these objects reflections from underlying surface in field of radar shadow from object, formed as result of irradiation field diffraction on object with reduced value of effective radar cross-section.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации с обнаружением объекта на основе использования «просветного» эффекта и может быть использовано для обнаружения и измерения координат низколетящих воздушных объектов (ракет, беспилотных летательных аппаратов и др.), в том числе выполненных с применением технологии «Стелс».The invention relates to radar with the detection of an object based on the use of the "translucent" effect and can be used to detect and measure the coordinates of low-flying air objects (missiles, unmanned aerial vehicles, etc.), including those made using the Stealth technology.

Наиболее близкой к заявляемой радиолокационной станции «на просвет» является бистатическая радиолокационная станция (БРЛС), описанная в статье, опубликованной в журнале «Радиотехника и электроника», т. 46, №4 за 2001 г., «Бистатическая эффективная площадь рассеяния и обнаружение объектов при радиолокации на просвет», авторы Бляхман А.Б., Рунова И.А. Эта БРЛС и принимается за прототип.Closest to the claimed radar station "in the light" is a bistatic radar station (BRLS), described in an article published in the journal "Radio Engineering and Electronics", t. 46, No. 4 for 2001, "Bistatic effective scattering area and detection of objects with radar in the light ", authors Blyakhman AB, Runova IA This radar is taken as a prototype.

БРЛС-прототип содержит передающую позицию, состоящую из передатчика и антенны, излучающей непрерывный квазигармонический сигнал в широком секторе углов в направлении приемной позиции. На приемной позиции, удаленной от передающей позиции, расположены приемная антенна с многолучевой диаграммой направленности (ДН), приемник, измеритель частоты Доплера, измеритель пеленга и блок формирования траектории воздушных объектов.The radar prototype contains a transmitting position, consisting of a transmitter and an antenna emitting a continuous quasi-harmonic signal in a wide sector of angles in the direction of the receiving position. At the receiving position, remote from the transmitting position, there are a receiving antenna with a multi-beam pattern, a receiver, a Doppler frequency meter, a bearing meter and a unit for generating the trajectory of airborne objects.

Антенны на обеих позициях подняты на высоту, достаточную для обеспечения прямой радиовидимости.The antennas at both positions are raised to a height sufficient to provide direct radio visibility.

Данная БРЛС предназначена для обнаружения и определения параметров движения низколетящих воздушных объектов.This radar is designed to detect and determine the motion parameters of low-flying air objects.

Недостатками вышеуказанной БРЛС являются низкий динамический диапазон приемника по принимаемым сигналам из-за влияния прямого сигнала передатчика, который на 60-80 дБ мощнее эхо-сигнала от цели, и высокая вероятность ложных тревог из-за влияния сигналов пассивных помех, спектр которых находится вблизи частоты передатчика. Данные недостатки обусловлены бистатическим вариантом построения радиолокационной системы, т.е. необходимостью разнесения в пространстве приемной и передающей позиций БРЛС.The disadvantages of the above radar are the low dynamic range of the receiver according to the received signals due to the influence of the direct transmitter signal, which is 60-80 dB more powerful than the echo signal from the target, and the high probability of false alarms due to the influence of passive interference signals, the spectrum of which is close to the frequency the transmitter. These shortcomings are due to the bistatic version of the construction of the radar system, i.e. the need for diversity in the space of the receiving and transmitting radar positions.

Техническое решение направлено на преодоление указанных недостатков с целью повышения достоверности обнаружения малозаметных в радиолокационном смысле низколетящих воздушных объектов за счет использования для обнаружения этих объектов отражений от подстилающей поверхности от объекта в области радиолокационной тени, образующейся в результате дифракции облучающего поля на объекте со сниженным значением эффективной поверхности рассеяния (ЭПР).The technical solution is aimed at overcoming these shortcomings in order to increase the reliability of detection of low-flying air objects that are hardly noticeable in the radar sense by using reflections from the underlying surface from the object in the region of the radar shadow resulting from the diffraction of the irradiating field at the object with a reduced effective surface value scattering (EPR).

Указанный технический результат достигается тем, что в радиолокационной станции, состоящей из передающей и приемной частей, при этом передающая часть содержит последовательно соединенные передатчик и передающую антенну, а приемная часть - приемную антенну с многолучевой диаграммой направленности, приемник, измеритель частоты Доплера и последовательно соединенные измеритель пеленга и блок формирования траектории, согласно изобретению радиолокационная станция установлена на летательном аппарате, приемная и передающая антенны ориентированы вертикально вниз, приемная часть выполнена N-канальной (N>2), каждый канал дополнительно содержит последовательно соединенные блок измерения уровня отраженного сигнала, устройство управления и последовательно соединенные блок изменения уровня сигнала передатчика, блок изменения фазы сигнала передатчика и сумматор, выход которого соединен с входом приемника, а выход приемника - с объединенными входом блока измерения уровня сигнала и входом измерителя частоты Доплера, первый выход устройства управления соединен с вторым входом блока изменения уровня сигнала, второй выход устройства управления соединен с вторым входом блока изменения фазы сигнала, первые входы блоков изменения уровня сигнала всех каналов объединены и соединены с входом передающей антенны, измеритель пеленга имеет N входов, каждый из которых соединен с выходом соответствующего измерителя частоты Доплера, приемная антенна имеет N выходов, каждый из которых соединен с входом сумматора соответствующего канала.The specified technical result is achieved in that in a radar station, consisting of a transmitting and receiving parts, while the transmitting part contains a series-connected transmitter and a transmitting antenna, and the receiving part contains a receiving antenna with a multi-beam radiation pattern, a receiver, a Doppler frequency meter and a series-connected meter bearing and trajectory forming unit, according to the invention, a radar station is installed on the aircraft, the receiving and transmitting antennas are orient vertically downward, the receiving part is made N-channel (N> 2), each channel additionally contains a serially connected unit for measuring the level of the reflected signal, a control device and serially connected unit for changing the signal level of the transmitter, a unit for changing the phase of the signal of the transmitter and the adder, the output of which is connected with the input of the receiver, and the output of the receiver with the combined input of the signal level measuring unit and the input of the Doppler frequency meter, the first output of the control device is connected to the second input When the signal level changes, the second output of the control device is connected to the second input of the signal phase change unit, the first inputs of the signal level change blocks of all channels are combined and connected to the input of the transmitting antenna, the bearing meter has N inputs, each of which is connected to the output of the corresponding Doppler frequency meter , the receiving antenna has N outputs, each of which is connected to the input of the adder of the corresponding channel.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1.The invention is illustrated in FIG. one.

На фиг. 1 использованы следующие обозначения: 1 и 2 - соответственно передающая и приемная позиции, которые размещаются на летательном аппарате (например, аэростате); 3 - объект обнаружения (беспилотный летательный аппарат, ракета и т.д.); 4 - подстилающая поверхность; 5 - пересечение луча диаграммы направленности передающей антенны с подстилающей поверхностью (далее след диаграммы направленности); 6 - зона радиолокационной «тени» на поверхности земли; 7.1, 7.2…7.n…7.N - следы многолучевой диаграммы направленности приемной антенны на подстилающей поверхности (где n=1, 2…N, N - количество приемных каналов); 8 - направление полета низколетящего воздушного объекта. Основное требование к антенной системе состоит в том, чтобы главный лепесток передающей антенны постоянно перекрывал весь объем пространства возможного подлета цели, создавая барьер на ее пути. Это означает, что антенна должна находиться на высоте, превышающей максимально возможную высоту полета цели, а протяженность луча ее диаграммы направленности в поперечном к направлению полета направлении - перекрывать весь его фронт.In FIG. 1 the following designations are used: 1 and 2 - respectively, the transmitting and receiving positions, which are placed on the aircraft (for example, a balloon); 3 - object of detection (unmanned aerial vehicle, rocket, etc.); 4 - underlying surface; 5 - the intersection of the beam pattern of the transmitting antenna with the underlying surface (hereinafter referred to as the pattern); 6 - zone radar "shadow" on the surface of the earth; 7.1, 7.2 ... 7.n ... 7.N - traces of the multipath radiation pattern of the receiving antenna on the underlying surface (where n = 1, 2 ... N, N is the number of receiving channels); 8 - flight direction of a low flying airborne object. The main requirement for the antenna system is that the main lobe of the transmitting antenna constantly overlaps the entire space of the possible approach of the target, creating a barrier on its way. This means that the antenna should be at a height exceeding the maximum possible flight altitude of the target, and the length of the beam of its radiation pattern in the direction transverse to the direction of flight should overlap its entire front.

В отсутствие над зоной 5 (след диаграммы направленности передающей антенны) низколетящего объекта (объектов) на вход каждого канала приемника приходит сигнал, отраженный подстилающей поверхностью в пределах следа диаграммы направленности приемной антенны 7.1, 7.2…7.n…7.N (где n=1, 2…N, N - количество приемных каналов). Интенсивность этого сигнала равна Iпп. При появлении в диаграмме направленности передающего луча (над следом 5) низколетящего объекта на вход соответствующего канала приемника (того канала, над следом диаграммы направленности приемного луча которого находится низколетящий объект) будет приходить три сигнала: Iпп, сигнал, отраженный от объекта - Io, и сигнал, отраженный подстилающей поверхностью в области радиолокационной «тени» 6, - Iт. Особенностью сигнала Iт является то, что рассеянный вперед сигнал от обнаруживаемого объекта имеет другую фазу по сравнению с сигналами Io и Iпп. В частности, если объект металлический, то разность фаз между Iт и Iпп составляет 180° (Дж. Джексон. Классическая электродинамика. М.: Мир, 1965, с. 331).In the absence of a low-flying object (objects) over zone 5 (trace of the transmitting antenna pattern), the signal reflected by the underlying surface within the trace of the receiving antenna pattern 7.1, 7.2 ... 7.n ... 7.N (where n = 1, 2 ... N, N is the number of receiving channels). The intensity of this signal is equal to I pp. When a low-flying object appears in the directional pattern of the transmitting beam (above trace 5), three signals will come to the input of the corresponding receiver channel (that channel, above which there is a low-flying object): I pp , the signal reflected from the object is I o , and the signal reflected by the underlying surface in the region of the radar "shadow" 6, - I t A feature of the signal I t is that the forward scattered signal from the detected object has a different phase compared to the signals I o and I PP. In particular, if the object is metallic, then the phase difference between I t and I pp is 180 ° (J. Jackson. Classical electrodynamics. M: Mir, 1965, p. 331).

Известно, что отношение интенсивностей полезного и мешающих сигналов при обнаружении цели по ее обратному рассеянию (классический радиолокатор) записывается в виде (см., например, Радиолокационные станции обзора Земли. Под ред. Г.С. Кондратенкова. - М.: Радио и связь, 1983, с. 185)It is known that the ratio of the intensities of the useful and interfering signals when a target is detected by its backscattering (classic radar) is written in the form (see, for example, Radar stations for Earth observation. Edited by G. Kondratenkov. - M .: Radio and communications , 1983, p. 185)

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где Iш - интенсивность внутренних шумов приемника.where I w - the intensity of the internal noise of the receiver.

При использовании технологии «Стелс» в конструкции летательного аппарата величина Iц (числитель выражения) может быть существенно сниженной (величина Qоб уменьшится) и для классического радиолокатора объект будет практически невидим.When using the Stealth technology in the design of an aircraft, the value of I c (numerator of expression) can be significantly reduced (the value of Q about will decrease) and the object will be practically invisible for a classic radar.

В предлагаемой РЛС отношение интенсивности полезного сигнала к интенсивностям мешающих сигналов при обнаружении цели с использованием переднего рассеяния записывается в виде (см., например, Гремяченский С.С., Нечаев Ю.Б., Борисов Д.Н. Методика и некоторые результаты оценки эффективности двукратной дифракции в целях радиолокации. Радиотехника, №6, 2012, с. 17)In the proposed radar, the ratio of the intensity of the useful signal to the intensities of the interfering signals when detecting a target using forward scattering is written as (see, for example, Gremyachensky S.S., Nechaev Yu.B., Borisov D.N. Methodology and some results of evaluating the effectiveness double diffraction for radar purposes. Radio engineering, No. 6, 2012, p. 17)

Figure 00000002
.
Figure 00000002
.

В данном случае отраженный от объекта сигнал является помеховым и применение технологии «Стелс» наоборот увеличивает величину Qпр, поскольку в качестве полезного сигнала выступает «теневая» составляющая, величина которой зависит только от геометрической площади объекта как переотражающей антенны. Поскольку волны Iт и Iпп сдвинуты по фазе, то, компенсировав волну Iпп, можно получить при весьма малом значении Iц (Iц→0) Qпр≈Iт/Iш и проводить уверенное обнаружение объекта. При этом, чем большими отражающими свойствами обладает подстилающая поверхность (больше Iт), тем увереннее будет обнаруживаться объект.In this case, the signal reflected from the object is an interfering one, and the use of the Stealth technology, on the contrary, increases the Q pr value, since the “shadow” component acts as a useful signal, the value of which depends only on the geometric area of the object as a reflecting antenna. Since the waves I t and I pp are shifted in phase, by compensating for the wave I p , we can obtain Q pr ≈I t / I w for a very small value of I c (I c → 0) Q and conduct reliable detection of the object. Moreover, the more reflective properties the underlying surface has (more than I t ), the more confident the object will be detected.

Таким образом, за счет использования для обнаружения низколетящих воздушных объектов со сниженным значением ЭПР отражений в области радиолокационной тени на подстилающей поверхности, образующейся в результате дифракции облучающего поля на объекте, обеспечивается повышение достоверности обнаружения малозаметных в радиолокационном смысле низколетящих воздушных объектов.Thus, due to the use of low-flying airborne objects with a reduced EPR value of reflections in the region of the radar shadow on the underlying surface resulting from diffraction of the irradiating field at the object, the reliability of the detection of low-flying airborne objects that are hardly noticeable in the radar sense is provided.

Этим достигается указанный выше технический результат изобретения.This achieves the above technical result of the invention.

На фиг. 2 представлена структурная схема реализации заявляемой радиолокационной станции с обнаружением на «просвет», где приняты следующие обозначения: 1 - передатчик; 2 - антенна передатчика; 3 - многолучевая приемная антенна; 4 - приемник; 5 - измеритель частоты Доплера; 6 - измеритель пеленга; 7 - блок формирования траектории; 8 - блок измерения уровня отраженного от подстилающей поверхности сигнала; 9 - сумматор; 10 - блок изменения уровня сигнала; 11 - блок изменения фазы сигнала; 12 - устройство управления.In FIG. 2 presents a structural diagram of the implementation of the inventive radar station with detection in the "clearance", where the following notation: 1 - transmitter; 2 - transmitter antenna; 3 - multi-beam receiving antenna; 4 - receiver; 5 - Doppler frequency meter; 6 - bearing meter; 7 - block forming the trajectory; 8 - unit for measuring the level of the signal reflected from the underlying surface; 9 - adder; 10 - block changing the signal level; 11 - block phase change signal; 12 - control device.

Блок измерения уровня отраженного сигнала 8 предназначен для текущего фиксирования изменений среднего уровня напряжения с выхода приемника 4 и передачи этого уровня в устройство управления 12. Блок может быть реализован с использованием многофункционального процессора (например, Intel® Core™ 2 Duo или процессора AMD Phenom™ II, с приданным ОЗУ, см. www.amd.com/ru-ru/products/processors/desktop/phenom-ii). При этом программными средствами обеспечивается фиксирование среднего уровня напряжения с выхода приемника каждого из N приемных каналов.The block of measurement of the level of the reflected signal 8 is intended for the current recording of changes in the average voltage level from the output of the receiver 4 and the transmission of this level to the control unit 12. The block can be implemented using a multifunction processor (for example, Intel ® Core ™ 2 Duo or AMD Phenom ™ II processor , with RAM attached, see www.amd.com/ru-ru/products/processors/desktop/phenom-ii). At the same time, software fixes the average voltage level from the output of the receiver of each of the N receiving channels.

Сумматор 9 предназначен для смешивания сигналов передатчика 1 с измененной в блоке 10 амплитудой и с измененной в блоке 11 фазой излучаемого сигнала с принимаемым сигналом. Сумматор 9 для развязки входов может быть выполнен на базе мостового устройства (моста) (см., например, Проектирование радиолокационных приемных устройств. Под ред. М.А. Соколова, М.: Высшая школа, 1984, с. 190).The adder 9 is designed to mix the signals of the transmitter 1 with the amplitude changed in block 10 and with the phase of the emitted signal changed in block 11 with the received signal. The adder 9 for decoupling the inputs can be performed on the basis of a bridge device (bridge) (see, for example, Designing radar receiving devices. Edited by MA Sokolov, Moscow: Vysshaya Shkola, 1984, p. 190).

Блок изменения уровня сигнала передатчика 10 может быть, например, выполнен с использованием управляемого аттенюатора на p-i-n диодах (см., например, Справочник по радиолокации. Пер. с англ. под ред. К.Н. Трофимова, т. 2, М.: Сов. радио, 1977, с. 42).The block for changing the signal level of the transmitter 10 can, for example, be performed using a controlled attenuator on pin diodes (see, for example, the Guide to radar. Transl. From English under the editorship of K.N. Trofimov, t. 2, M .: Sov.Radio, 1977, p. 42).

Блок изменения фазы сигнала передатчика 11 может быть выполнен, например, с использованием управляемого ферритового фазовращателя (см., например, Г.Т. Маркин, Д.М. Сазонов. Антенны. М.: Энергия, 1975, с. 475).The phase change block of the signal of the transmitter 11 can be performed, for example, using a controlled ferrite phase shifter (see, for example, G.T. Markin, D.M. Sazonov. Antennas. M: Energy, 1975, p. 475).

Устройство управления 12 предназначено для формирования управляющих напряжений (кодов) на блоки 10 и 11 и может быть выполнено с использованием многофункционального процессора (например, Intel® Core™ 2 Duo или процессора AMD Phenom™ II, с приданным ОЗУ, см. www.amd.com/ru-ru/products/processors/desktop/phenom-ii).The control device 12 is designed to generate control voltages (codes) for blocks 10 and 11 and can be performed using a multifunction processor (for example, Intel ® Core ™ 2 Duo or AMD Phenom ™ II processor, with RAM attached, see www.amd. com / ru-ru / products / processors / desktop / phenom-ii).

Программное обеспечение должно обеспечивать при калибровке радиолокационной станции такое изменение амплитуды и фазы сигнала передатчика, чтобы поступающие на вход сумматора 9 сигналы (отраженный от подстилающей поверхности сигнал с выхода антенны) и сигнал передатчика 1 компенсировали друг друга. Данный факт определяется тогда, когда уровень сигнала с выхода приемника 4 достигнет минимального (близкого к уровню внутренних шумов) значения.When calibrating a radar station, the software must provide such a change in the amplitude and phase of the transmitter signal so that the signals arriving at the input of adder 9 (the signal from the antenna output reflected from the underlying surface) and the signal from transmitter 1 compensate each other. This fact is determined when the signal level from the output of the receiver 4 reaches a minimum (close to the level of internal noise) value.

Предлагаемая радиолокационная станция работает следующим образом.The proposed radar operates as follows.

Передатчик 1 формирует, а антенна 2 излучает непрерывное гармоническое колебание, которое облучает зону 5 (см. фиг. 1) на подстилающей поверхности. При достоверном отсутствии низко летящего малозаметного объекта (объектов) 3 над зоной 5 в каждом приемном канале на выходе соответствующего приемника 4 появляется только отраженный от подстилающей поверхности помеховый сигнал (пассивная помеха). Величина этого мешающего сигнала измеряется в блоке 8 и передается в устройство управления 12 амплитудой и фазой колебания, формируемого передатчиком 1. Изменение амплитуды и фазы данного колебания осуществляется соответственно в блоках 10 и 11 в соответствии с управляющими сигналами, поступающими от устройства управления 12. Регулировка амплитуды и фазы колебания передатчика 1, поступающего на второй вход сумматора 9, с выхода фазовращателя 11 осуществляется устройством управления 12 до тех пор, пока отраженный от подстилающей поверхности 4 (фиг. 1) сигнал не будет скомпенсирован на выходе приемника 4 каждого из N каналов. На этом процедура калибровки радиолокационной станции заканчивается. При необходимости данная процедура может периодически повторяться.The transmitter 1 generates, and the antenna 2 emits a continuous harmonic oscillation, which irradiates zone 5 (see Fig. 1) on the underlying surface. If there is a reliable absence of a low flying, inconspicuous object (s) 3 above zone 5 in each receiving channel, at the output of the corresponding receiver 4, only an interference signal reflected from the underlying surface appears (passive interference). The value of this interfering signal is measured in block 8 and transmitted to the control unit 12 of the amplitude and phase of the oscillation generated by the transmitter 1. The amplitude and phase of this oscillation are changed in blocks 10 and 11, respectively, in accordance with the control signals received from the control device 12. Adjustment of the amplitude and the phase of the oscillation of the transmitter 1 supplied to the second input of the adder 9, from the output of the phase shifter 11 is carried out by the control device 12 until reflected from the underlying surface 4 ( u. 1) will not be compensated signal at the output of each receiver 4 N channels. This completes the calibration procedure for the radar station. If necessary, this procedure can be repeated periodically.

В случае присутствия над следом диаграммы направленности передающей антенны 5 (фиг. 1) низколетящего малозаметного объекта 3 электромагнитная волна, излучаемая передающей антенной 2, дифрагирует на облучаемом объекте. При этом в зависимости от того, над каким участком следа 5 селектируемым соответствующим приемным лучом 7.1, 7.2, 7.n…7.N (где n=1, 2…N, N - количество приемных каналов) пролетает объект, на нем образуется область геометрической «тени» 6 (см. фиг. 1). Интенсивность этого сигнала определяется только размерами объекта и не зависит от мер, принимаемых для снижения ЭПР объекта. Сигнал, отраженный от перемещающейся со скоростью полета объекта области 6 (см. фиг. 1), поступает с выхода приемника в блок измерения частоты Доплера 5, затем с выходов всех N каналов на блок измерения пеленга 6. В данном блоке в каждый момент времени определяется номер канала, в котором принимаемый сигнал имеет максимальное значение. В блоке формирования траектории 7 фиксируется последовательное перемещение области геометрической «тени» объекта из одного приемного луча в другой и, таким образом, завязывается траектория движения малозаметного воздушного объекта.In the presence of a transmitting antenna 5 (Fig. 1) of a low-flying inconspicuous object 3 above the radiation pattern, the electromagnetic wave emitted by the transmitting antenna 2 diffracts on the irradiated object. In this case, depending on which section of trace 5 is selected by the corresponding receiving beam 7.1, 7.2, 7.n ... 7.N (where n = 1, 2 ... N, N is the number of receiving channels), an object flies, an area forms on it geometric "shadow" 6 (see Fig. 1). The intensity of this signal is determined only by the size of the object and does not depend on measures taken to reduce the ESR of the object. The signal reflected from region 6 moving at an object’s flight speed (see Fig. 1) comes from the output of the receiver to the Doppler frequency measuring unit 5, then from the outputs of all N channels to the bearing measuring unit 6. In this block, it is determined at each moment of time channel number in which the received signal has a maximum value. In the block of formation of the trajectory 7, a sequential movement of the area of the geometric "shadow" of the object from one receiving beam to another is recorded and, thus, the trajectory of movement of a subtle air object is tied.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении реализуется возможность моностатического расположения приемной и передающей частей радиолокационной станции с обнаружением низколетящих малозаметных объектов на основе использования «просветного» эффекта. Подобный принцип построения позволяет устранить влияние прямого сигнала передатчика, снизить влияние пассивных помех, а также обнаруживать и измерять координаты воздушных объектов с весьма малыми значениями ЭПР, препятствующими обнаружению объектов классическими способами с использованием обратного отражения от объекта.Thus, in the proposed technical solution, the possibility of a monostatic arrangement of the receiving and transmitting parts of the radar station with the detection of low-flying obscure objects based on the use of the "translucent" effect is realized. Such a construction principle allows eliminating the influence of the direct signal of the transmitter, reducing the influence of passive interference, as well as detecting and measuring the coordinates of airborne objects with very small EPR values that impede the detection of objects by classical methods using back reflection from the object.

Claims (1)

Радиолокационная станция, состоящая из передающей и приемной частей, при этом передающая часть содержит последовательно соединенные передатчик и передающую антенну, а приемная часть - приемную антенну с многолучевой диаграммой направленности, приемник, измеритель частоты Доплера и последовательно соединенные измеритель пеленга и блок формирования траектории, отличающаяся тем, что радиолокационная станция установлена на летательном аппарате, приемная и передающая антенны ориентированы вертикально вниз, приемная часть выполнена N-канальной (N>2), каждый канал дополнительно содержит последовательно соединенные блок измерения уровня отраженного сигнала, устройство управления и последовательно соединенные блок изменения уровня сигнала передатчика, блок изменения фазы сигнала передатчика и сумматор, выход которого соединен с входом приемника, а выход приемника - с объединенными входом блока измерения уровня сигнала и входом измерителя частоты Доплера, первый выход устройства управления соединен с вторым входом блока изменения уровня сигнала, второй выход устройства управления соединен с вторым входом блока изменения фазы сигнала, первые входы блоков изменения уровня сигнала всех каналов объединены и соединены с входом передающей антенны, измеритель пеленга имеет N входов, каждый из которых соединен с выходом соответствующего измерителя частоты Доплера, приемная антенна имеет N выходов, каждый из которых соединен со входом сумматора соответствующего канала.A radar station consisting of a transmitting and receiving parts, the transmitting part comprising a series-connected transmitter and a transmitting antenna, and the receiving part comprising a receiving antenna with a multi-beam pattern, a receiver, a Doppler frequency meter and a series-connected bearing meter and a path forming unit, characterized in that the radar station is installed on the aircraft, the receiving and transmitting antennas are oriented vertically downward, the receiving part is made N-ka total (N> 2), each channel additionally contains a serially connected unit for measuring the level of the reflected signal, a control device and serially connected unit for changing the signal level of the transmitter, a unit for changing the phase of the signal of the transmitter and the adder, the output of which is connected to the input of the receiver, and the output of the receiver is connected to by the combined input of the signal level measuring unit and the input of the Doppler frequency meter, the first output of the control device is connected to the second input of the signal level changing unit, the second output of the device the board is connected to the second input of the signal phase changing block, the first inputs of the signal level changing blocks of all channels are combined and connected to the input of the transmitting antenna, the bearing meter has N inputs, each of which is connected to the output of the corresponding Doppler frequency meter, the receiving antenna has N outputs, each of which is connected to the adder input of the corresponding channel.
RU2016105055A 2016-02-15 2016-02-15 Radar station RU2618521C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016105055A RU2618521C1 (en) 2016-02-15 2016-02-15 Radar station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016105055A RU2618521C1 (en) 2016-02-15 2016-02-15 Radar station

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2618521C1 true RU2618521C1 (en) 2017-05-04

Family

ID=58697818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016105055A RU2618521C1 (en) 2016-02-15 2016-02-15 Radar station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2618521C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814430C1 (en) * 2023-06-06 2024-02-28 Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени академика П.Д. Грушина Method of target location

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6614386B1 (en) * 2002-02-28 2003-09-02 Raytheon Company Bistatic radar system using transmitters in mid-earth orbit
EA007143B1 (en) * 2004-12-23 2006-08-25 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" Bistatic radar station
RU2296343C1 (en) * 2005-10-19 2007-03-27 Воронежское конструкторское бюро антенно-фидерных устройств (открытое акционерное общество) Mode of detection of an object
JP2009270863A (en) * 2008-05-01 2009-11-19 Toshiba Corp Bistatic radar system
KR101389516B1 (en) * 2013-06-25 2014-05-27 국방과학연구소 Apparatus and method for imaging in bistatic radar
RU154714U1 (en) * 2015-04-29 2015-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Кант" (ОАО "НПП "КАНТ") RADAR STATION ON THE BASIS OF NETWORK COMMUNICATIONS NETWORKS OF THE GSM STANDARD WITH THE "LIGHT" DETECTION CHANNEL

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6614386B1 (en) * 2002-02-28 2003-09-02 Raytheon Company Bistatic radar system using transmitters in mid-earth orbit
EA007143B1 (en) * 2004-12-23 2006-08-25 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" Bistatic radar station
RU2296343C1 (en) * 2005-10-19 2007-03-27 Воронежское конструкторское бюро антенно-фидерных устройств (открытое акционерное общество) Mode of detection of an object
JP2009270863A (en) * 2008-05-01 2009-11-19 Toshiba Corp Bistatic radar system
KR101389516B1 (en) * 2013-06-25 2014-05-27 국방과학연구소 Apparatus and method for imaging in bistatic radar
RU154714U1 (en) * 2015-04-29 2015-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Кант" (ОАО "НПП "КАНТ") RADAR STATION ON THE BASIS OF NETWORK COMMUNICATIONS NETWORKS OF THE GSM STANDARD WITH THE "LIGHT" DETECTION CHANNEL

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БЛЯХМАН А.Б,, РУНОВА И.А. Бистатическая эффективная площадь рассеяния и обнаружение объектов при радиолокации на просвет. Ж. "Радиотехника и электроника", 2001, т.46, N4. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814430C1 (en) * 2023-06-06 2024-02-28 Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени академика П.Д. Грушина Method of target location

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170045613A1 (en) 360-degree electronic scan radar for collision avoidance in unmanned aerial vehicles
Rahman Fundamental principles of radar
RU2440588C1 (en) Passive radio monitoring method of air objects
RU2324951C2 (en) Ground/space radar system
Kim et al. Drone detection with chirp‐pulse radar based on target fluctuation models
KR101090856B1 (en) Device and method for generating virtual target for radar test
Skolnik An introduction and overview of radar
Zohuri et al. Fundaments of radar
RU2402034C1 (en) Radar technique for determining angular position of target and device for realising said method
RU2348053C1 (en) Method of false air target identification
Wensheng et al. Design of synthetic aperture radar low-intercept radio frequency stealth
RU2667485C1 (en) Method for radar scanning of space and multiposition complex therefor
RU2444753C1 (en) Radio monitoring method of air objects
RU2618521C1 (en) Radar station
RU2578168C1 (en) Global terrestrial-space detection system for air and space objects
Belous Handbook of microwave and radar engineering
RU2510685C2 (en) Synthetic-aperture and quasicontinuous radiation radar station
RU2741057C1 (en) Method of radar recognition of classes of aerospace objects for a multi-band spaced apart radar system with phased antenna arrays
RU2608338C1 (en) Signals processing device in ground and space forward-scattering radar system
Osman et al. Active cancellation system for radar cross section reduction
RU2676469C1 (en) Radar target simulator
Markov et al. Software Complex for Modeling the Work of Multichannel SAR in Wide Range of Application
Chepurnyy et al. Estimation of clutters from aircrafts during ionospheric measurements using incoherent scatter radar with 100-meter two-mirror antenna
Markov et al. Modelling complex for surface radar images in the “distance-angle” coordinates
RU2533659C1 (en) Self-contained radar installation for aerial target selection

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190216