RU2638550C1 - Method of space radar scanning (versions) - Google Patents
Method of space radar scanning (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638550C1 RU2638550C1 RU2016148051A RU2016148051A RU2638550C1 RU 2638550 C1 RU2638550 C1 RU 2638550C1 RU 2016148051 A RU2016148051 A RU 2016148051A RU 2016148051 A RU2016148051 A RU 2016148051A RU 2638550 C1 RU2638550 C1 RU 2638550C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scanning
- elevation
- electronic
- plane
- azimuth
- Prior art date
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
-
- 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
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
- G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
-
- 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
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/04—Display arrangements
- G01S7/06—Cathode-ray tube displays or other two dimensional or three-dimensional displays
- G01S7/10—Providing two-dimensional and co-ordinated display of distance and direction
- G01S7/12—Plan-position indicators, i.e. P.P.I.
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
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)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС).The claimed technical solutions relate to the field of radar and can be used in radar stations (radar).
В современных условиях наибольшую опасность представляют высокоскоростные малоразмерные цели, налет которых одновременно может осуществляться в достаточно широком азимутальном секторе. В связи с высокой скоростью этих целей время их нахождения в зоне возможного обнаружения и взятия на сопровождение минимально, поэтому их обнаружение и взятие на сопровождение необходимо производить еще на предельной дальности при их входе в зону действия РЛС, когда они находятся под малыми углами места, чтобы успеть в это время применить средства противовоздушной обороны. Пространственное положение этих целей меняется быстро и при механическом азимутальном обзоре, когда один период обращения антенны РЛС измеряется десятком секунд, высока вероятность срыва сопровождения и выход целей из зоны. Поэтому важнейшими требованиями, предъявляемыми к РЛС при ее работе по малоразмерным высокоскоростным целям в зоне малых углов места, являются обеспечение быстрого сканирования по азимуту, а из-за их малой отражающей поверхности - обеспечение высокого коэффициента усиления (Ку) антенны, что фактически становится невозможным при использовании только механического азимутального обзора.In modern conditions, the greatest danger is represented by high-speed small-sized targets, the flight of which can simultaneously be carried out in a fairly wide azimuthal sector. Due to the high speed of these targets, the time they spend in the zone of possible detection and tracking is minimal, therefore, they must be detected and taken for tracking even at the maximum range when they enter the radar coverage area, when they are at low elevation angles, have time to use air defense equipment at this time. The spatial position of these targets changes quickly and with a mechanical azimuthal survey, when one period of the radar antenna’s revolution is measured in tens of seconds, there is a high probability of tracking failure and the target leaving the zone. Therefore, the most important requirements for a radar when it works on small-sized high-speed targets in the zone of small elevation angles are to ensure fast scanning in azimuth, and because of their small reflective surface, to ensure a high antenna gain (K y ), which actually becomes impossible when using only a mechanical azimuthal survey.
Известен способ радиолокационного обзора пространства с помощью фазированной антенной решетки (ФАР), реализованный в РЛС 1Л121Е [История отечественной радиолокации под ред. А.С. Якунина, М., Изд. Дом «Столичная энциклопедия», с. 81], заключающийся в одномерном электронном сканировании по углу места и механическом - в азимутальной плоскости. Достоинство способа состоит в возможности быстрого программного изменения пределов обзора по углу места, а также то, что ФАР с одномерным электронным сканированием получили широкое применение благодаря относительной простоте их реализации. Недостаток известного способа состоит в том, что в нем не решена проблема быстрого сканирования по азимуту.A known method of radar viewing of space using a phased antenna array (PAR), implemented in the radar 1L121E [History of domestic radar ed. A.S. Yakunina, M., Ed. House "Capital Encyclopedia", p. 81], which consists in one-dimensional electronic scanning along the elevation angle and mechanical scanning in the azimuthal plane. The advantage of the method is the ability to quickly programmatically change the viewing limits in elevation, as well as the fact that phased array with one-dimensional electronic scanning are widely used due to the relative simplicity of their implementation. The disadvantage of this method is that it does not solve the problem of fast scanning in azimuth.
Известен наиболее близкий к первому и второму вариантам способ обзора пространства [патент РФ 2582067] «Способ радиолокационного обзора пространства», заключающийся в электронном и механическом сканировании по углу места и механическом по азимуту с помощью фазированной антенной решетки.Known closest to the first and second options, a method of viewing space [RF patent 2582067] "Method for radar viewing of space", which consists in electronic and mechanical scanning in elevation and mechanical in azimuth using a phased antenna array.
Выбирая предпочтительное направление обзора, механически устанавливают в угломестной плоскости угол наклона ФАР из условия получения максимального значения коэффициента усиления антенны в этом направлении. Достоинством способа является использование быстрого электронного сканирования по углу места при обзоре пространства РЛС при максимальном значении коэффициента усиления антенны для всех углов места. Недостаток способа состоит в том, что он не решает проблему быстрого сканирования по азимуту.Choosing the preferred direction of view, mechanically set the angle of inclination of the PAR in the elevation plane from the condition of obtaining the maximum value of the antenna gain in this direction. The advantage of this method is the use of fast electronic scanning by elevation when viewing the radar space at the maximum value of the antenna gain for all elevation angles. The disadvantage of this method is that it does not solve the problem of quick scanning in azimuth.
Таким образом решаемой проблемой (техническим результатом) данного изобретения является обеспечение быстрого сканирования по азимуту и обеспечение высокого Ку антенны в широко распространенных РЛС с ФАР, имеющих одномерное электронное сканирование по углу места.Thus, the problem (technical result) of the present invention is solved by providing fast scanning in azimuth and ensuring high K at the antenna in widespread radars with headlamps having one-dimensional electronic scanning in elevation.
Проблема решается на основе поворота ФАР вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости, в процессе обзора пространства.The problem is solved on the basis of the rotation of the HEADLIGHTS around an axis perpendicular to its plane during the review of space.
Техническая проблема (технический результат) по первому варианту решается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, заключающемся в электронном и механическом сканировании по углу места и механическом по азимуту с помощью фазированной антенной решетки, согласно изобретению при обзоре азимутального сектора с наибольшей вероятностью появления скоростных и малоразмерных целей электронное сканирование перемещают в азимутальную плоскость путем поворота ФАР вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости.The technical problem (technical result) according to the first embodiment is solved by the fact that the method of radar scanning of space, consisting in electronic and mechanical scanning in elevation and mechanical in azimuth using a phased array, according to the invention, when reviewing the azimuthal sector with the highest probability of high-speed and small-sized targets, electronic scanning is moved to the azimuthal plane by rotating the PAR around an axis perpendicular to its plane.
Техническая проблема (технический результат) по второму варианту решается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, заключающемся в электронном и механическом сканировании по углу места и механическом по азимуту с помощью фазированной антенной решетки, согласно изобретению, при обзоре азимутального сектора с наибольшей вероятностью появления скоростных и малоразмерных целей электронное сканирование перемещают в азимутальную плоскость путем поворота ФАР вокруг оси, перпендикулярной к ее плоскости, и выполняют дополнительно к механическому электронное сканирование в угломестной плоскости путем изменения несущей частоты зондирующего сигнала.The technical problem (technical result) in the second embodiment is solved by the fact that in the method of radar scanning of space, consisting in electronic and mechanical scanning in elevation and mechanical in azimuth using a phased array, according to the invention, when reviewing the azimuthal sector with the highest probability of high-speed and small-sized targets, electronic scanning is moved to the azimuthal plane by rotating the PAR around an axis perpendicular to its plane, and perform In particular, mechanical scanning in elevation plane by changing the carrier frequency of the probe signal.
Изобретения иллюстрируются чертежом фиг. 1 и диаграммами фиг. 2.The invention is illustrated in FIG. 1 and the diagrams of FIG. 2.
На фиг. 1 показаны крайние положения ФАР - 1 до поворота и 2 после.In FIG. 1 shows the extreme position of the PAR - 1 before the turn and 2 after.
На фиг. 2а приведена расчетная диаграмма направленности антенны на частоте 3,2 ГГц, а на фиг. 2б - диаграмма направленности антенны на частоте 3,6 ГГц.In FIG. 2a shows the calculated radiation pattern of the antenna at a frequency of 3.2 GHz, and in FIG. 2b is an antenna radiation pattern at a frequency of 3.6 GHz.
Способ по первому варианту работает следующим образом. В процессе кругового обзора пространства осуществляют механическое изменение направления луча антенны по азимуту за счет вращения антенны вокруг вертикальной оси, осуществляют электронное сканирование луча ФАР по углу места в области предпочтительных углов, выбираемых в процессе механического изменения направления луча антенны в угломестной плоскости для ускоренного осмотра секторов пространства в азимутальной плоскости с наибольшей вероятностью появления скоростных и малоразмерных целей поворачивают ФАР вокруг оси, перпендикулярной к плоскости ФАР, изменяют при этом плоскость электронного сканирования с угломестной на азимутальную при предпочтительном значении угла места. Предпочтительными углами места для обнаружения новых целей являются такие углы, в направлении которых наибольшая вероятность их появления; например, зона малых углов места (размерами, соизмеримыми с размерами луча ФАР), в которой прежде всего появляются цели при максимально достижимых высотах полета (например, ракет). При этом осуществляют механическое перемещение направления луча антенны для выбора предпочтительного угла места и азимутального сектора. Благодаря быстрому азимутальному сканированию при таком обзоре удается обеспечить высокий темп выдачи информации в выбранном достаточно широком азимутальном секторе, определяемом размерами электронного сканирования угломестного сектора при исходном положении ФАР. При этом только электронное сканирование в азимутальной плоскости обеспечивает надежное обнаружение и взятие на сопровождение таких целей в широком заданном азимутальном секторе при небольших значениях угла места.The method according to the first embodiment works as follows. In the process of circular viewing of space, a mechanical change in the direction of the antenna beam in azimuth due to the rotation of the antenna around the vertical axis is carried out, electronic scanning of the HEADLIGHT beam by the elevation angle in the region of preferred angles selected during the mechanical change of direction of the antenna beam in the elevation plane for accelerated inspection of the space sectors in the azimuthal plane with the highest probability of the appearance of high-speed and small-sized targets, turn the PAR around the axis, perpendicular bright to the plane of the PAR, change the plane of the electronic scan from elevation to azimuthal at a preferred elevation angle. Preferred elevation angles for detecting new targets are those angles in the direction of which are most likely to occur; for example, a zone of small elevation angles (dimensions commensurate with the dimensions of the HEADLIGHT beam), in which, first of all, targets appear at the highest achievable flight heights (for example, missiles). In this case, a mechanical movement of the direction of the antenna beam is carried out to select the preferred elevation angle and azimuthal sector. Due to the fast azimuthal scanning during this review, it is possible to ensure a high rate of information output in the selected rather wide azimuthal sector, determined by the size of the electronic scanning of the elevated sector at the initial position of the PAR. Moreover, only electronic scanning in the azimuthal plane provides reliable detection and capture for tracking such targets in a wide given azimuthal sector with small elevation angles.
Таким образом, решается поставленная проблема и достигается технический результат в первом варианте.Thus, the problem is solved and the technical result is achieved in the first embodiment.
Способ по второму варианту работает следующим образом. В процессе кругового обзора пространства, так же как в первом варианте, осуществляют механическое изменение направления луча антенны по азимуту за счет вращения антенны вокруг вертикальной оси, осуществляют электронное сканирование луча ФАР по углу места в области предпочтительных углов, выбираемых в процессе механического изменения направления луча антенны в угломестной плоскости, для ускоренного осмотра секторов пространства в азимутальной плоскости поворачивают ФАР вокруг оси, перпендикулярной к плоскости ФАР, и осуществляют электронное сканирование в азимутальной плоскости при предпочтительном значении угла места и выполняют дополнительно электронное сканирование в угломестной плоскости путем изменения несущей частоты зондирующего сигнала. При изменении несущей частоты зондирующего сигнала происходит изменение направления луча (фиг. 2). Как видно из диаграмм (фиг. 2), полученных расчетным путем для ФАР из набора Ш-образных линеек [патент РФ №2049368]. При изменении частоты зондирующего сигнала на 12% луч отклоняется на 10°. Диаграммы рассчитывались на персональном компьютере с помощью программы MathCad. Этот способ дает возможность обеспечить электронное сканирование в широком азимутальном секторе и в небольшом угломестном, в котором прежде всего появляются цели на максимальных дальностях, что обеспечивает решение задачи обнаружения и взятие на сопровождение цели в секторе с наибольшей вероятностью появления скоростных малоразмерных целей (вероятный сектор ракетного направления).The method according to the second embodiment works as follows. In the process of circular viewing of space, as in the first embodiment, a mechanical change in the direction of the antenna beam in azimuth due to the rotation of the antenna around the vertical axis is carried out, electronic scanning of the HEADLIGHT beam by the elevation angle in the region of preferred angles selected during the mechanical change of direction of the antenna beam in the elevation plane, for an accelerated inspection of the space sectors in the azimuthal plane, turn the PAR around the axis perpendicular to the plane of the PAR, and carry out electron scanning in the azimuthal plane at a preferred elevation angle and additionally perform electronic scanning in the elevation plane by changing the carrier frequency of the probe signal. When the carrier frequency of the probe signal changes, the beam direction changes (Fig. 2). As can be seen from the diagrams (Fig. 2) obtained by calculation for the PAR from a set of W-shaped rulers [RF patent No. 2049368]. When the frequency of the probe signal changes by 12%, the beam deviates by 10 °. Charts were calculated on a personal computer using the MathCad program. This method makes it possible to provide electronic scanning in a wide azimuthal sector and in a small elevation sector, in which targets first appear at maximum ranges, which provides a solution to the detection problem and tracking the target in a sector with the highest probability of occurrence of high-speed small-sized targets (probable missile sector )
Способ по второму варианту может быть использован там, где требуется высокий темп выдачи информации в широком азимутальном секторе и угломестном, с размером больше, чем ширина луча ФАР (обеспечивается способом по первому варианту).The method according to the second embodiment can be used where a high rate of information is required in a wide azimuthal sector and elevation, with a size greater than the beam width of the PAR (is provided by the method according to the first embodiment).
Таким образом решается поставленная проблема и достигается технический результат во втором варианте.Thus, the problem is solved and the technical result is achieved in the second embodiment.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016148051A RU2638550C1 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Method of space radar scanning (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016148051A RU2638550C1 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Method of space radar scanning (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2638550C1 true RU2638550C1 (en) | 2017-12-14 |
Family
ID=60718791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016148051A RU2638550C1 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Method of space radar scanning (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2638550C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808952C1 (en) * | 2023-06-06 | 2023-12-05 | Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени академика П.Д.Грушина | Target radar method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1087020A1 (en) * | 1982-01-28 | 1996-10-20 | М.С. Любчанский | Method for electronic scanning of beam of phased antenna array |
US6147638A (en) * | 1997-12-10 | 2000-11-14 | Automotive Distance Control Systems | Method for operating a radar system |
WO2001069725A1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | Bae Systems (Defence Systems) Limited | An active phased array antenna assembly |
US6456244B1 (en) * | 2001-07-23 | 2002-09-24 | Harris Corporation | Phased array antenna using aperiodic lattice formed of aperiodic subarray lattices |
RU2368987C1 (en) * | 2008-03-18 | 2009-09-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы Научно-производственный центр "СПУРТ" | Method of forming directional pattern, relative geometrical centre of aperture of phased antenna array |
RU146508U1 (en) * | 2014-04-04 | 2014-10-10 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | SHORT-PULSE RADAR WITH ELECTRONIC SCANNING IN TWO PLANES AND WITH HIGH-PRECISE MEASUREMENT OF COORDINATES AND SPEED OF OBJECTS |
RU2582067C2 (en) * | 2011-09-06 | 2016-04-20 | Те Гейтс Корпорейшн | Measurement of wear of belt by means of detection of edges in bitmap image |
-
2016
- 2016-12-07 RU RU2016148051A patent/RU2638550C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1087020A1 (en) * | 1982-01-28 | 1996-10-20 | М.С. Любчанский | Method for electronic scanning of beam of phased antenna array |
US6147638A (en) * | 1997-12-10 | 2000-11-14 | Automotive Distance Control Systems | Method for operating a radar system |
WO2001069725A1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-20 | Bae Systems (Defence Systems) Limited | An active phased array antenna assembly |
US6456244B1 (en) * | 2001-07-23 | 2002-09-24 | Harris Corporation | Phased array antenna using aperiodic lattice formed of aperiodic subarray lattices |
RU2368987C1 (en) * | 2008-03-18 | 2009-09-27 | Государственное унитарное предприятие города Москвы Научно-производственный центр "СПУРТ" | Method of forming directional pattern, relative geometrical centre of aperture of phased antenna array |
RU2582067C2 (en) * | 2011-09-06 | 2016-04-20 | Те Гейтс Корпорейшн | Measurement of wear of belt by means of detection of edges in bitmap image |
RU146508U1 (en) * | 2014-04-04 | 2014-10-10 | Закрытое акционерное общество "АЭРО-КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | SHORT-PULSE RADAR WITH ELECTRONIC SCANNING IN TWO PLANES AND WITH HIGH-PRECISE MEASUREMENT OF COORDINATES AND SPEED OF OBJECTS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2808952C1 (en) * | 2023-06-06 | 2023-12-05 | Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени академика П.Д.Грушина | Target radar method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9250319B2 (en) | Floodlight radar system for detecting and locating moving targets in three dimensions | |
US4095230A (en) | High accuracy broadband antenna system | |
US4679748A (en) | Cannon-launched projectile scanner | |
ES2698382T3 (en) | Procedure for detecting and characterizing a moving target on a radar image | |
US2408373A (en) | Antenna | |
RU2638550C1 (en) | Method of space radar scanning (versions) | |
RU2642453C1 (en) | Radar scanning method | |
US10302755B2 (en) | Tracking apparatus and method for airborne targets | |
RU2611434C1 (en) | Method of space radar scanning | |
RU2345380C1 (en) | Method of survey of viewing field and radar station for its realisation | |
Matuszewski | The specific radar signature in electronic recognition system | |
RU2304789C1 (en) | Method of radar tracking of object's trajectory | |
Li et al. | Study of moving targets tracking methods for a multi-beam tracking system in terahertz band | |
CN111427015A (en) | Four-source non-uniform linear array inverse cross eye interference method based on flight carrier | |
RU2410711C2 (en) | Method of measuring coordinates of mobile radar set target | |
KR101046915B1 (en) | Examining radome boresight error correction | |
RU2582084C1 (en) | Method for radar scanning of space and radar station therefor | |
Hudec et al. | Multimode adaptable microwave radar sensor based on leaky-wave antennas | |
US3242491A (en) | Inverted v-beam antenna system | |
Muppala et al. | Dynamic dual-reflector antennas for high-resolution real-time SAR imaging | |
RU2638557C1 (en) | Method of space radar scanning (versions) | |
US2479565A (en) | Method of boresighting | |
US3064258A (en) | Directive antenna scanning and tracking device and applications thereof | |
RU2673451C1 (en) | Method of amplitude direction finding on maximum diagrams of antenna direction | |
RU2463622C1 (en) | Method of tracking target path |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20180130 |