RU2646847C2 - Method for space surveillance by radar stations with phased antenna arrays - Google Patents
Method for space surveillance by radar stations with phased antenna arrays Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646847C2 RU2646847C2 RU2012140856A RU2012140856A RU2646847C2 RU 2646847 C2 RU2646847 C2 RU 2646847C2 RU 2012140856 A RU2012140856 A RU 2012140856A RU 2012140856 A RU2012140856 A RU 2012140856A RU 2646847 C2 RU2646847 C2 RU 2646847C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radar
- space
- detection
- interference
- surveillance
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000003491 array Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000012552 review Methods 0.000 claims description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous 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
- G01S2013/0236—Special technical features
- G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
- G01S2013/0254—Active array antenna
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
Description
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при обзоре пространства в радиолокационных станциях (РЛС) с фазированными антенными решетками (ФАР).The invention relates to the field of radar and can be used to review the space in radar stations (radar) with phased array antennas (PAR).
Предлагаемое техническое решение относится к области оборонной техники, в частности к радиолокационным станциям с фазированными антенными решетками, и может быть использовано для организации противовоздушной обороны войск и военных объектов от поражения средствами воздушного нападения противника в условиях радиоэлектронного подавления.The proposed technical solution relates to the field of defense technology, in particular to radar stations with phased array antennas, and can be used to organize air defense of troops and military targets from defeat by enemy air attack by electronic countermeasures.
Известен способ радиолокационного обзора, заключающийся в зондировании радиолокационной станцией с фазированной антенной решеткой угловых направлений сигналами при пошаговом перемещении игольчатого луча диаграммы направленности (ДН) антенны в пространстве (Теоретические основы радиолокации. Под ред. Я.Д.Ширмана. М., «Сов. радио», 1970, с.242, п.2, рис.5.21,в). Преимущество данного способа состоит в высокой точности измерения угловых координат, в высокой разрешающей способности по угловым координатам и высокой концентрации электромагнитной энергии в угловом направлении, что определяется малыми размерами луча.There is a method of radar survey, which consists in sounding a radar station with a phased antenna array of angular directions with signals during the step-by-step movement of the needle beam of the radiation pattern of the antenna in space (Theoretical fundamentals of radar. Edited by Ya. D. Shirman. M., “Sov. Radio ”, 1970, p.242, p.2, fig.5.21, c). The advantage of this method lies in the high accuracy of measuring angular coordinates, in high resolution in angular coordinates and a high concentration of electromagnetic energy in the angular direction, which is determined by the small size of the beam.
Недостаток данного способа заключается в следующем. При организации радиоэлектронного подавления (РЭП) РЛС применяются многолучевые системы создания активных шумовых помех (АШП). При этом антенна такой системы РЭП формирует диаграмму направленности в азимутальной плоскости шириной не более 15° с коэффициентом усиления примерно 20 дБ и средним значением выходной мощности до 50 Вт (Ю.М.Перунов, К.И.Фомичев, Л.М.Юдин. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. М., «Радиотехника», 2003, стр.98-99, рис.3.17). Воздействие помехи с такой мощностью приводит к тому, что экраны индикаторов РЛС полностью или частично засвечиваются помехой, вследствие чего отметки реальных целей оказываются замаскированными. Шумовые помехи подавляют в РЛС каналы обнаружения, селекции по дальности и скорости, а также затрудняют угловую селекцию при большой мощности помехи из-за их воздействия по боковым лепесткам диаграммы направленности приемной антенны (Ю.М.Перунов, К.И.Фомичев, Л.М.Юдин. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. М., «Радиотехника», 2003, стр.70). Это приводит к невыполнению основной задачи РЛС - своевременному обнаружению воздушных объектов на требуемой дальности.The disadvantage of this method is as follows. In the organization of radio-electronic suppression (REP) of a radar, multi-beam systems for generating active noise interference (ACP) are used. At the same time, the antenna of such a REP system forms a radiation pattern in the azimuthal plane with a width of not more than 15 ° with a gain of about 20 dB and an average output power of up to 50 W (Yu.M. Perunov, K.I. Fomichev, L.M. Yudin. Radio-electronic suppression of information channels of weapon control systems. M., Radio Engineering, 2003, pp. 98-99, Fig. 3.17). The influence of interference with such power leads to the fact that the radar indicator screens are fully or partially illuminated by the interference, as a result of which the marks of real targets are masked. Noise interference suppresses detection and selection channels in range and speed in the radar, as well as hinder angular selection at high power interference due to their impact along the side lobes of the receive antenna radiation pattern (Yu.M. Perunov, K.I. Fomichev, L. M. Yudin. Radio-electronic suppression of information channels of weapon control systems. M., "Radio Engineering", 2003, p. 70). This leads to the failure of the main task of the radar - the timely detection of airborne objects at the required range.
Наиболее близким по технической сущности является способ радиолокационного обзора пространства, основанный на взаимодействии разнесенных в пространстве радиолокационных станций, входящих в многопозиционную радиолокационную систему (В.Я.Аверьянов. Разнесенные радиолокационные станции и системы. Минск, «Наука и техника», 1978, с.52-74). При этом сканирование пространства может быть успешно осуществлено при больших базах практически без потерь энергии эхо-сигналов по методу сопровождения зондирующего объема с помощью фазированной антенной решетки (ФАР) и управления движением ее луча по требуемому закону (В.Я.Аверьянов. Разнесенные радиолокационные станции и системы. Минск, «Наука и техника», 1978, с.83-85, рис.39).The closest in technical essence is the method of radar viewing of space, based on the interaction of spaced apart radars included in a multi-position radar system (V.Ya. Averyanov. Spaced radar stations and systems. Minsk, Nauka i Tekhnika, 1978, p. 52-74). At the same time, space scanning can be successfully carried out at large bases with virtually no loss of energy of the echo signals by the method of tracking the probe volume using a phased array antenna (PAR) and controlling the movement of its beam according to the required law (V.Ya. Averyanov. Diversity radars and systems. Minsk, "Science and Technology", 1978, p. 83-85, Fig. 39).
Преимущество такой системы состоит в том, что создать прицельные по направлению помехи разнесенным в пространстве РЛС весьма сложно, так как направление от источника активных помех на неизлучающую позицию часто неизвестно. А вынужденное излучение в широком секторе снижает плотность потока мощности помех, действующих на каждую позицию (B.C.Черняк. Многопозиционная радиолокация. М., «Радио и связь», 1993, с.28-29).The advantage of such a system is that it is very difficult to create directional interference in the direction of radar space, since the direction from the source of active interference to a non-emitting position is often unknown. And the stimulated emission in a wide sector reduces the power flux density of the interference acting on each position (B.C. Chernyak. Multiposition radar. M., "Radio and communication", 1993, p. 28-29).
Однако недостатком данного способа являются значительные энергетические затраты при обзоре пространства, так как все станции системы должны осматривать одновременно каждый участок зоны обзора, в том числе и "пустые" направления (в которых отсутствуют цели и нет воздействия помех), и не могут быть использованы как независимо работающие разнесенные в пространстве РЛС. В результате это приводит к значительному уменьшению зоны обзора радиолокационной системы, состоящей из данных РЛС при заданном периоде обзора либо увеличению времени обзора заданной зоны, т.е. превышению установленного энергетического ресурса за период обзора.However, the disadvantage of this method is the significant energy costs when viewing the space, since all stations in the system must simultaneously examine each section of the field of view, including "empty" directions (in which there are no targets and there is no interference), and cannot be used as independently operating spaced in the radar space. As a result, this leads to a significant decrease in the field of view of the radar system, consisting of radar data for a given period of review, or to an increase in the viewing time of a given zone, i.e. exceeding the established energy resource for the review period.
Для оценки помехозащищенности радиоэлектронной системы, а также входящих в ее состав отдельных РЛС используют максимальную дальность обнаружения цели с заданной эффективной отражающей поверхностью в условиях активных помех или коэффициент сжатия зоны обнаружения Kсж=RАП/RMAX, который определяется отношением дальности обнаружения воздушного объекта в условиях помех RАШП к максимальной дальности обнаружения без помех RMAX при заданных качестве обнаружения, способе постановке помех, дальности до постановщика активных помех (ПАП) и спектральной плотности помехи, излучаемой ПАП в направлении на РЛС (Основы построения РЛС РТВ / В.П.Блохин, Б.Ф.Бондаренко, В.Т.Неснов, В.Е.Угольников. Под редакцией Б.Ф.Бондаренко. Киев, КВИРТУ ПВО, 1987, с.18). Коэффициент сжатия зоны обнаружения РЛС характеризует степень сохранения дальности действия в условиях воздействия АШП (Справочник офицера воздушно-космической обороны / Под общей редакцией С.К.Бурмистрова. Тверь, ВА ВКО, 2005, с.421-422).To assess the noise immunity of the electronic system, as well as its individual radars, use the maximum target detection range with a given effective reflective surface under conditions of active interference or the compression ratio of the detection zone K sr = R AP / R MAX , which is determined by the ratio of the detection range of an air object in interference conditions R ACP to the maximum detection range without interference R MAX with the specified detection quality, method of setting interference, range to the active interference director (FAP) and spec the total density of the interference emitted by the PAP in the direction of the radar (Fundamentals of the construction of the RTV radar / V.P. Blokhin, B.F. Bondarenko, V.T. Nesnov, V.E. Ugolnikov. Edited by B.F. Bondarenko. Kiev, QUIRTU Air Defense, 1987, p.18). The compression ratio of the radar detection zone characterizes the degree of preservation of the effective range under the conditions of ACP exposure (Handbook of the aerospace defense officer / Under the general editorship of S.K. Burmistrov. Tver, VA East-Kazakhstan region, 2005, p. 421-422).
Обнаружение воздушных объектов обеспечивается в тех элементах разрешения, где реализуется требуемое качество обнаружения в различных помеховых условиях. Это позволяет аппроксимировать зону обнаружения РЛС совокупностью импульсных объемов ограниченными δν=δβ×δε×δr разрешающими способностями по азимуту δβ, углу места δε и дальности δr соответственноThe detection of airborne objects is provided in those resolution elements where the required detection quality is realized under various interference conditions. This makes it possible to approximate the radar detection zone by a set of pulsed volumes with limited δν = δβ × δε × δr resolutions in azimuth δβ, elevation angle δε, and range δr, respectively
где No - количество импульсных объемов разрешения;where N o is the number of impulse resolution volumes;
k=Ωβ/δβ - количество направлений зондирования в горизонтальной плоскости;k = Ωβ / δβ is the number of sounding directions in the horizontal plane;
m=(εmax-εmin)/δε - количество направлений зондирования в вертикальной плоскости в i-м азимутальном направлении;m = (ε max- ε min ) / δε is the number of sounding directions in a vertical plane in the ith azimuthal direction;
nkm=RMAXkm/δr - количество элементов разрешения по дальности в каждом угловом элементе разрешения;n km = R MAXkm / δr is the number of range resolution elements in each angular resolution element;
Ωβ - минимальный угол места зоны обнаружения;Ω β is the minimum elevation angle of the detection zone;
εmax - максимальный угол места зоны обнаружения;ε max - the maximum elevation angle of the detection zone;
εmin - размер зоны в азимутальной плоскости;ε min is the size of the zone in the azimuthal plane;
RMAX - максимальная наклонная дальность обнаружения.R MAX - maximum oblique detection range.
При радиоэлектронном подавлении зоны обнаружении РЛС уменьшаются (сжимаются) за счет ухудшения условия выделения полезного сигнала на фоне помех. Чем сильнее помеха, тем на меньшей дальности отношение сигнал/помеха будет достаточным для обнаружения цели, тем в большей степени сокращается зона обнаружения. Таким образом, в условиях воздействия активных шумовых помех изменяется (уменьшается) количество элементов разрешения, составляющих зону обнаружения (ЗО) каждой РЛС. Поэтому количественно оценку сохранения дальности действия РЛС в условиях АШП предложено осуществлять в соответствии с выражением (2)With radio-electronic suppression of the zone, radar detection is reduced (compressed) due to the deterioration of the conditions for the selection of a useful signal against the background of interference. The stronger the interference, the shorter the signal / interference ratio will be sufficient to detect the target, the more the detection area is reduced. Thus, under the conditions of exposure to active noise interference, the number of resolution elements constituting the detection zone (SZ) of each radar changes (decreases). Therefore, it is proposed to quantitatively assess the preservation of the range of the radar in terms of ACP in accordance with expression (2)
где NАШП - количество импульсных объемов, составляющих ЗО РЛС с ФАР в условиях воздействия АШП;where N ACP - the number of pulsed volumes that make up the AO radar with a phased array in terms of exposure to ACP;
N0 - количество импульсных объемов, составляющих ЗО РЛС с ФАР, без воздействия АШП.N 0 - the number of impulse volumes that make up the AO radar with the PAR, without the influence of ACP.
Достигаемым техническим результатом является сохранение дальности действия радиолокационных станций с фазированными антенными решетками в условиях воздействия активных шумовых помех при ограниченных энергетических затратах на обзор зоны пространства.Achievable technical result is conservation the range of radar stations with phased array antennas under the influence of active noise interference with limited energy costs for the review of the space zone.
Задача решается на основе объединения радиолокационных станций в многопозиционную систему и выбора разнесенных РЛС с ФАР для просмотра тех областей пространства (импульсных объемов) с заданным качеством (не превышая установленный энергетический ресурс), в которых обнаружение воздушных объектов в условиях воздействия активных шумовых помех однопозиционной РЛС с ФАР невозможно.The problem is solved by combining radar stations in a multi-position system and selecting spaced radars with headlamps to view those areas of space (pulse volumes) with a given quality (not exceeding the specified energy resource) in which airborne objects are detected under the influence of active noise interference from a single-position radar with HEADLIGHT impossible.
Указанный результат достигается тем, что в способе радиолокационного обзора пространства, основанном на взаимодействии разнесенных в пространстве РЛС, в процессе обзора пространства оценивается помеховая обстановка разнесенными в пространстве РЛС в каждом угловом направлении зоны обзора (возможность для этого дает применение ФАР). На основе энергетических различий помеховых сигналов, наблюдаемых в разнесенных пунктах приема, выбираются конкретные радиолокационные станции для работы в пассивном и активном режимах в зависимости от текущего расположения цели, постановщиков помех и геометрии средств системы и с учетом полученной информации о помеховой обстановке. В результате происходит сохранение дальности действия РЛС за счет просмотра разнесенными РЛС тех областей пространства (импульсных объемов), в которых обнаружение ВО, при воздействии АШП, однопозиционной РЛС невозможно.This result is achieved by the fact that in the method of radar viewing of space, based on the interaction of radars spaced in space, during the survey of the space, the interference situation is estimated that the radars are spaced in space in each angular direction of the viewing zone (the use of the PAR is possible for this). Based on the energy differences of the interference signals observed at spaced points of reception, specific radar stations are selected to operate in passive and active modes depending on the current location of the target, jammers and the geometry of the system and taking into account the received information about the interference situation. As a result, the range of the radar is maintained by viewing the separated radars of those areas of space (pulsed volumes) in which the detection of HE, under the influence of the ACP, of a single-position radar is impossible.
Также тем, что:Also the fact that:
- в информации о помеховой обстановке содержатся координаты угловых направлений и значения измеренных в них отношений помеха-шум для каждой РЛС;- the information about the jamming situation contains the coordinates of the angular directions and the values of the measured noise-to-noise ratios for each radar;
- в информации о помеховой обстановке содержатся координаты ПАП, циркулирующей в общей информационной системе;- information on the interference situation contains the coordinates of the PAP circulating in the general information system;
- в угловых направлениях, в которых обеспечивается уверенное обнаружение целей на требуемой дальности, обзор пространства осуществляется однопозиционной РЛС с учетом обеспечения минимума энергетических затрат;- in the angular directions in which reliable detection of targets at the required range is ensured, a space survey is carried out by a single-position radar taking into account the minimum energy costs;
- в угловых направлениях, в которых действует постановщик активных помех по главному лепестку ДН РЛС, обзор пространства осуществляется разнесенными РЛС в пассивном режиме работы. При этом уточняются и выдаются координаты ПАП в общую информационную систему;- in the angular directions in which the active jammer operates along the main lobe of the radar daylight, the space is surveyed by spaced radar in the passive mode of operation. At the same time, the coordinates of the PAP are specified and issued in the general information system;
- в угловых направлениях с "непреодолимой" по мощности помехой, в которых плотность потока мощности ПАП не обеспечивает обнаружение цели на требуемой дальности, обзор пространства осуществляется разнесенными РЛС. Активная РЛС производит обнаружение воздушного объекта на максимальной дальности в условиях воздействия АШП. Область пространства, где обнаружение воздушных объектов в условиях воздействия активных шумовых помех однопозиционной РЛС невозможно, сканируется приемной РЛС, работающей в пассивном режиме. При этом выбирается одна бистатическая РЛС, осуществляющая обзор максимального количества элементов разрешения с заданным качеством обнаружения, но не превышающая выделенный энергетический ресурс. Сокращения энергетических затрат происходит за счет формирования дополнительно луча ДН антенны РЛС, работающей в пассивном режиме и сканирования данным лучом по методу сопровождающего объема.- in angular directions with an “insurmountable” power interference, in which the power density of the PAP does not provide target detection at the required range, the space is surveyed by radar spaced. An active radar detects an airborne object at maximum range under the influence of ACP. The area of space where the detection of airborne objects under the influence of active noise interference from a single-position radar is not possible, the receiving radar operating in the passive mode is scanned. In this case, one bistatic radar is selected that provides an overview of the maximum number of resolution elements with a given detection quality, but not exceeding the allocated energy resource. Reduction of energy costs occurs due to the formation of an additional beam of the bottom beam of the radar antenna operating in the passive mode and scanning by this beam by the method of accompanying volume.
Суть заявленного технического решения (способа) заключается в следующем.The essence of the claimed technical solution (method) is as follows.
После установки независимых однопозиционных РЛС N=3 радиолокационной системы на заданной позиции осуществляется взаимная координатная привязка всех средств системы, т.е. обмен соответствующими значениями X1, Y1, Z1, Х2, Y2, Z2, X3, Y3, Z3 (фиг.1). После завершения процедуры взаимной координатной привязки РЛС начинается процесс поиска и обнаружения целей в заданной области обзора.After the installation of independent single-position radars N = 3 of the radar system at a given position, the coordinate coordinate of all the system’s means is carried out, i.e. the exchange of the corresponding values of X 1 , Y 1 , Z 1 , X 2 , Y 2 , Z 2 , X 3 , Y 3 , Z 3 (figure 1). After completing the procedure of mutual coordinate reference of the radar, the process of searching and finding targets in a given field of view begins.
Перед зондированием очередного азимутально-угломестного положения (АУМП) оценивается уровень помех на входе каждой РЛС. Для этого зона обзора каждой РЛС представляется в виде ячеечной модели, которая состоит из конечного числа k×m угловых направлений. Число угловых направлений определяется произведением числа строк (азимутальных направлений) в зоне обзора k на число столбцов (угломестных направлений) m, содержащихся в каждой строке. Помеховая обстановка для данной модели зоны обзора характеризуется матрицей 
Данные о помеховой обстановке, привязанные к шкале времени, через систему передачи данных передаются на все (N-1) РЛС.Data on the interference environment, tied to a time scale, is transmitted through the data transmission system to all (N-1) radars.
При отсутствии радиоэлектронного противодействия все РЛС работают как независимые однопозиционные радиолокационные системы и осуществляют обнаружение (необнаружение) цели в зондируемом АУМП.In the absence of electronic countermeasures, all radars operate as independent single-position radar systems and carry out detection (non-detection) of the target in the probed AUMP.
Основным недостатком однопозиционных РЛС является резкое снижение дальности обнаружения в условиях постановки активных помех. Другими словами, показатель помехозащищенности (коэффициент сжатия зоны обнаружения), характеризующий степень сохранения эффективности РЛС, при наличии помех существенно уменьшается.The main disadvantage of single-position radars is a sharp decrease in the detection range under conditions of active jamming. In other words, the noise immunity index (compression ratio of the detection zone), which characterizes the degree of preservation of the radar efficiency, significantly decreases in the presence of interference.
В случае постановки противником активных помех для однопозиционной РЛС производится проверка на наличие ПАП в просматриваемом угловом направлении по информации, полученной из общей информационной системы. При подтверждении наличия ПАП по одному из правил для двухпозиционной радиолокационной системы рассчитываются текущие значения угловых координат ПАП относительно данной РЛС (Справочник по радиолокации. / Под ред. М.Сколника. М., «Сов. радио», 1978, т.4, с.195-198, табл.1, рис.1). Далее уточненные координаты поступают в общую информационную систему.If the adversary sets up active interference for a single-position radar, it checks for the presence of PAP in the viewing angular direction according to information received from the general information system. When confirming the presence of PAP according to one of the rules for a two-position radar system, the current values of the angular coordinates of the PAP relative to this radar are calculated (Handbook on Radar. / Ed. M. Skolnik. M., Sov. Radio, 1978, v. 4, p. .195-198, table 1, fig. 1). Further, the specified coordinates are received in a common information system.
Если в текущем угловом направлении отсутствует ПАП, то осуществляется управление процессом обзора пространства разнесенными радиолокационными станциями с ФАР. Для этого производится выбор измерительной позиции для работы в пассивном режиме, имеющей наилучшие условия обнаружения. При этом целью управления является обеспечение обнаружения целей на возможно большей дальности в условиях воздействия активных помех.If there is no PAP in the current angular direction, then the process of viewing the space by separated radar stations with a headlamp is controlled. For this, a measurement position is selected for operation in a passive mode having the best detection conditions. At the same time, the aim of the control is to ensure the detection of targets at the greatest possible range under the influence of active interference.
В основе расчета дальности действия РЛС лежит расчет отношения сигнал/шум, необходимого для обнаружения цели с требуемой вероятностью при фиксированной вероятности ложной тревоги в условиях отсутствия помех γ=Pc/Pш и при наличии помех γ=Pс/Pш+Pп (В.С.Черняк. Многопозиционная радиолокация. М., «Радио и связь», 1993, с.58). При создании активных помех внешнего прикрытия энергетические соотношения для мощности радиолокационного сигнала, отраженного от воздушного объекта и уровня сигнала помехи на входе приемника однопозиционной РЛС, примут следующий вид (Ю.М.Перунов, К.И.Фомичев, Л.М.Юдин. Радиоэлектронное подавление информационных каналов систем управления оружием. М., «Радиотехника», 2003, с.46)The basis for calculating the radar range is the calculation of the signal-to-noise ratio necessary to detect the target with the required probability for a fixed probability of false alarm in the absence of interference γ = P c / P w and in the presence of interference γ = P c / P w + P p (V.S. Chernyak. Multiposition radar. M., "Radio and communications", 1993, p. 58). When creating active interference from an external cover, the energy relations for the power of the radar signal reflected from the airborne object and the level of the interference signal at the input of the receiver of a single-position radar will take the following form (Yu.M. Perunov, K.I. Fomichev, L.M. Yudin. Radioelectronic suppression of information channels of weapon control systems. M., "Radio Engineering", 2003, p. 46)
где PПРД - мощность передатчика РЛС;where P PRD - radar transmitter power;
GПРД, GПРМ - коэффициент усиления передающей и приемной антенн в текущем угловом направлении соответственно;G PRD , G PFP - gain of the transmitting and receiving antennas in the current angular direction, respectively;
σ - эффективная отражающая поверхность цели;σ is the effective reflective surface of the target;
λ - длина волны;λ is the wavelength;
RПРД - удаление цели от РЛС;R PRD - removal of the target from the radar;
10-0,2KR - коэффициент, учитывающий затухание сигнала в атмосфере;10 -0.2KR - coefficient taking into account the attenuation of the signal in the atmosphere;
PПАП - мощность передатчика помех;P PAP - power of the jamming transmitter;
GПАП - коэффициент усиления передающей антенны передатчика помех в направлении РЛС;G PAP - gain of the transmitting antenna of the interference transmitter in the direction of the radar;
RПАП - удаление передатчика помех от РЛС;R PAP - removal of the jamming transmitter from the radar;
GПРМ(α) - коэффициент усиления приемной антенны в направлении на передатчик помех;G PFP (α) - gain of the receiving antenna in the direction of the interference transmitter;
ϕ - коэффициент, учитывающий потери сигнала помехи из-за различия поляризационных характеристик антенн передатчика помех и подавляемой РЛС;ϕ - coefficient taking into account the loss of the interference signal due to the difference in the polarization characteristics of the antennas of the interference transmitter and the suppressed radar;
k=1,37⋅10-23 Дж/град - постоянная Больцмана;k = 1.37⋅10 -23 J / deg - Boltzmann constant;
Т0=293 К - температура Кельвина;T 0 = 293 K - Kelvin temperature;
Ш - коэффициент шума приемника;Ш - receiver noise figure;
∆fПРМ - ширина полосы пропускания приемного устройства РЛС.∆f PFP - bandwidth of the radar receiver.
При организации бистатической РЛС (разнесенные одна передающая и одна приемная позиции) энергетические соотношения для мощности радиолокационного сигнала, отраженного от воздушного объекта и уровня сигнала помехи на входе приемной РЛС, будут представлены какWhen organizing a bistatic radar (separated by one transmitting and one receiving position), the energy ratios for the power of the radar signal reflected from the airborne object and the level of the interference signal at the input of the receiving radar will be presented as
где GПАП(α) - коэффициент усиления передающей антенны передатчика помех в направлении приемной РЛС при направлении главного луча на передающую РЛС;where G PAP (α) is the gain of the transmitting antenna of the interference transmitter in the direction of the receiving radar when the main beam is directed to the transmitting radar;
RПРМ - удаление цели от приемной РЛС.R PFP - removal of the target from the receiving radar.
Сравним значения отношений сигнал/шум при организации обзора текущего углового направления однопозиционной и бистатической РЛС в условиях воздействия помех. При этом, пренебрегая различиями в коэффициентах, учитывающих затухание сигналов в атмосфере, и коэффициентах, учитывающих влияние подстилающей поверхности, возникающих из-за разноса приемной и передающей РЛС в пространстве и учитывая их однотипность, получаем следующее выражение (фиг.1):Let us compare the signal-to-noise ratios when organizing a survey of the current angular direction of a single-position and bistatic radar in the presence of interference. In this case, neglecting the differences in the coefficients, taking into account the attenuation of signals in the atmosphere, and the coefficients, taking into account the influence of the underlying surface, arising due to the separation of the receiving and transmitting radars in space and taking into account their uniformity, we obtain the following expression (Fig. 1):
Значение отношения γразн/γодн зависит отThe value of the ratio γ diff / γ one depends on
- пространственного положения цели и постановщика помех, а также геометрического расположения РЛС в системе, которое определяется по известной базе В между позициями;- the spatial position of the target and the jammer, as well as the geometric location of the radar in the system, which is determined by the known base B between the positions;
- коэффициентов усиления передающей антенны передатчика помех в направлении передающей и приемной РЛС. При подавлении активной РЛС в прицельном режиме относительно РЛС, работающей в пассивном режиме, отношение GПАП/GПАП(α) может достигать порядка 11-20 дБ.- gain transmitting antenna of the interference transmitter in the direction of the transmitting and receiving radar. When the active radar is suppressed in the aiming mode relative to the passive radar, the ratio G PAP / G PAP (α) can reach about 11-20 dB.
Таким образом, при определенных условиях величина отношения сигнал/шум на требуемой дальности в условиях воздействия помех для однопозиционной РЛС по сравнению с величиной сигнал/шум для приемной РЛС в разнесенной системе может достигать 20 дБ. В результате за счет просмотра разнесенными РЛС тех областей пространства (импульсных объемов), в которых обнаружение воздушных объектов в условиях воздействия активных шумовых помех однопозиционной РЛС невозможно, происходит сохранение дальности действия РЛС с ФАР.Thus, under certain conditions, the signal-to-noise ratio at the required range under the influence of interference for a single-position radar as compared with the signal-to-noise ratio for a receiving radar in a diversity system can reach 20 dB. As a result, by viewing separated radars of those areas of space (pulsed volumes) in which the detection of airborne objects under the influence of active noise interference from a single-position radar is not possible, the range of the radar with the headlamp is maintained.
Для компенсации энергетических затрат при организации разнесенной системы управление обзором пространства РЛС с ФАР осуществляется следующим образом (фиг.2):To compensate for energy costs in the organization of a diversity system, the management of the overview of the space of the radar with the HEADLIGHT is as follows (figure 2):
1. Производится оценка дальности обнаружения ВО в требуемом угловом направлении β,ε однопозиционной РЛС с учетом влияния активных помех.1. An assessment is made of the detection range of HE in the required angular direction β, ε of a single-position radar taking into account the influence of active interference.
где PCP(β,ε) - средняя мощность, излучаемая передающей антенной РЛС в направлении β, ε;where P CP (β, ε) is the average power radiated by the transmitting radar antenna in the direction of β, ε;
tобл(β,ε) - время облучения;t region (β, ε) is the exposure time;
ν - коэффициент различимости (отношение сигнал/шум на входе приемника, при котором обеспечивается заданное качество обнаружения);ν is the distinguishability coefficient (signal-to-noise ratio at the input of the receiver, at which the specified quality of detection is ensured);
N0 - спектральная плотность собственных шумов приемника.N 0 is the spectral density of the noise floor of the receiver.
2. Определяется область пространства RТР, где обнаружение воздушных объектов в условиях воздействия активных шумовых помех однопозиционной РЛС невозможно2. The space region R TR is determined, where the detection of airborne objects under the influence of active noise interference from a single-position radar is impossible
3. Для данной области пространства рассчитывается реализуемая дальность обнаружения для каждой приемной РЛС RПРМi в многопозиционной системе с учетом измеренной помеховой обстановки 
где 
4. Выбор измерительной позиции для разнесенной пары РЛС в системе (вариант обзора пространства) осуществляется по критерию, который обеспечивает наибольшую дальность обнаружения RPPCi приемной РЛС в требуемом угловом направлении β,ε4. The choice of the measuring position for the spaced pair of radars in the system (the option of viewing the space) is carried out according to the criterion that provides the greatest detection range R PPCi of the receiving radar in the desired angular direction β, ε
5. Для сканирования пространства в приемной РЛС формируются два приемных луча - основной и дополнительный. Направление основного (первого) луча соответствует текущему угловому направлению β,ε для данной РЛС. Для дополнительного (второго) луча задаются параметры движения для сканирования требуемой области пространства передающей РЛС. Для этого рассчитываются положения луча ДН β,ε, соответствующие направлениям RPPCi, с которых должен прийти отраженный от цели сигнал, а также моменты времени, прошедшие с начала посылки зондирующего сигнала для данных направлений. Обзор осуществляется по методу сопровождающего импульсного объема.5. To scan the space in the receiving radar, two receiving beams are formed - the primary and secondary. The direction of the main (first) beam corresponds to the current angular direction β, ε for a given radar. For an additional (second) beam, motion parameters are set for scanning the required space region of the transmitting radar. For this, the positions of the beam of the beam β, ε corresponding to the directions R PPCi from which the signal reflected from the target should arrive, as well as the time moments elapsed from the beginning of sending the probe signal for these directions, are calculated. The review is carried out by the method of accompanying pulsed volume.
Заявленный способ обзора позволяет на основе энергетических различий помеховых сигналов, наблюдаемых в разнесенных пунктах приема каждой РЛС, осуществлять обзор пространства путем выбора варианта просмотра углового положения, в результате чего направления, в которых обеспечивается уверенное обнаружение целей на требуемой дальности, обзор пространства осуществляется однопозиционной РЛС, а направления, в которых плотность потока мощности ПАП не обеспечивает обнаружение цели на требуемой дальности, зондируются разнесенными РЛС, обеспечивающие максимальное количество элементов разрешения в зоне обзора РЛС в условиях воздействия активных шумовых помех, осматриваемых с заданным качеством обнаружения при ограниченном энергетическом ресурсе. Таким образом, обеспечивается сохранение дальности действия радиолокационных станций с фазированными антенными решетками в условиях воздействия активных шумовых помех за счет просмотра разнесенными РЛС тех областей пространства, в которых обнаружение воздушных объектов, прикрываемых АШП, однопозиционными РЛС невозможно в условиях ограниченного энергетического ресурса, т.е. получение заявленного технического результата.The claimed survey method allows, based on the energy differences of the interference signals observed at the spaced points of reception of each radar, to review the space by choosing the option of viewing the angular position, as a result of which the directions in which reliable detection of targets at the required range is provided, the space is surveyed by a single-position radar, and the directions in which the PAP power flux density does not provide target detection at the required range are sensed by spaced radars, echivayuschie maximum number of bins in the radar field of view under the impact of active noise interference, examines a predetermined detection quality with a limited energy resource. Thus, the range of radars with phased antenna arrays is maintained under the conditions of exposure to active noise interference due to the viewing by separated radars of those areas of space in which the detection of airborne objects covered by ACBs by single-position radars is impossible in conditions of limited energy resource, i.e. obtaining the claimed technical result.
К дополнительным преимуществам предлагаемого технического решения относятся следующие возможности:Additional advantages of the proposed technical solution include the following features:
- организация периодической смены варианта обзора пространства (переход из активного в пассивный режим работы) синхронно по случайному или детерминированному закону с целью сокращения продолжительности излучения конкретной радиолокационной станцией, что обеспечивает повышение скрытности радиолокационной системы в условиях радиолокационного конфликта;- the organization of a periodic change of the space survey option (transition from active to passive operation) synchronously according to a random or determined law in order to reduce the duration of radiation of a particular radar station, which increases the secrecy of the radar system in conditions of radar conflict;
- осуществление распознавания классов целей на основе определения их истинных геометрических размеров за счет получения радиолокационных портретов в разнесенных пунктах приема, что обеспечивает повышение качества распознавания целей.- the recognition of target classes based on the determination of their true geometric dimensions by obtaining radar portraits in spaced points of reception, which improves the quality of target recognition.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012140856A RU2646847C2 (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Method for space surveillance by radar stations with phased antenna arrays |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012140856A RU2646847C2 (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Method for space surveillance by radar stations with phased antenna arrays |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012140856A RU2012140856A (en) | 2014-03-27 |
| RU2646847C2 true RU2646847C2 (en) | 2018-03-12 |
Family
ID=50342885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012140856A RU2646847C2 (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Method for space surveillance by radar stations with phased antenna arrays |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646847C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU190395U1 (en) * | 2019-04-18 | 2019-07-01 | Акционерное общество "Ульяновский механический завод" | RADAR STATION OF THE CIRCLE REVIEW |
| RU200233U1 (en) * | 2020-08-04 | 2020-10-13 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации | A DEVICE FOR RADAR RECOGNITION OF CLASSES OF AIR-SPACE OBJECTS IN A MULTI-BAND MULTI-POSITION RADAR COMPLEX WITH PHASED ANTENNA ARRAYS |
| RU2741057C1 (en) * | 2020-02-10 | 2021-01-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации | Method of radar recognition of classes of aerospace objects for a multi-band spaced apart radar system with phased antenna arrays |
| RU2780470C1 (en) * | 2022-01-17 | 2022-09-23 | Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Method for ensuring jamming immunity of an airborne radar station in setting jamming targeted in frequency by an active jamming station |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112711482B (en) * | 2021-02-23 | 2023-02-03 | 航天南湖电子信息技术股份有限公司 | Method for realizing radar self-adaptive resource scheduling and visual control |
| CN113740883B (en) * | 2021-09-06 | 2024-08-16 | 阳光学院 | Satellite navigation interference direction finding system and method based on multi-surface phased array |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2101772C1 (en) * | 1990-12-04 | 1998-01-10 | Тамбовский институт химического машиностроения | Mnemonic training bed |
| RU2182714C2 (en) * | 2000-02-09 | 2002-05-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Method of angular resolution of target by radar in the course of scan and side-looking radar |
| EP1229347A2 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-07 | Lockheed Martin Corporation | Monopulse array radar with single difference beam for simultaneous azimuth and elevation angle determination |
| JP2008197034A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Nec Corp | Electronic scanning precision radar system and target tracking method |
| RU2345380C1 (en) * | 2007-06-13 | 2009-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Измерительных Приборов" /Оао "Нииип"/ | Method of survey of viewing field and radar station for its realisation |
| US20110291890A1 (en) * | 2008-06-13 | 2011-12-01 | Thales | Method for angularly refining the antenna beam of a radar |
-
2012
- 2012-09-24 RU RU2012140856A patent/RU2646847C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2101772C1 (en) * | 1990-12-04 | 1998-01-10 | Тамбовский институт химического машиностроения | Mnemonic training bed |
| RU2182714C2 (en) * | 2000-02-09 | 2002-05-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Method of angular resolution of target by radar in the course of scan and side-looking radar |
| EP1229347A2 (en) * | 2001-01-31 | 2002-08-07 | Lockheed Martin Corporation | Monopulse array radar with single difference beam for simultaneous azimuth and elevation angle determination |
| JP2008197034A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Nec Corp | Electronic scanning precision radar system and target tracking method |
| RU2345380C1 (en) * | 2007-06-13 | 2009-01-27 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Измерительных Приборов" /Оао "Нииип"/ | Method of survey of viewing field and radar station for its realisation |
| US20110291890A1 (en) * | 2008-06-13 | 2011-12-01 | Thales | Method for angularly refining the antenna beam of a radar |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| АВЕРЬЯНОВ В.Я. Разнесенные радиолокационные станции и системы. Минск, "Наука и техника", 1978, с.52-74, 83-85RU. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU190395U1 (en) * | 2019-04-18 | 2019-07-01 | Акционерное общество "Ульяновский механический завод" | RADAR STATION OF THE CIRCLE REVIEW |
| RU2741057C1 (en) * | 2020-02-10 | 2021-01-22 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации | Method of radar recognition of classes of aerospace objects for a multi-band spaced apart radar system with phased antenna arrays |
| RU200233U1 (en) * | 2020-08-04 | 2020-10-13 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации | A DEVICE FOR RADAR RECOGNITION OF CLASSES OF AIR-SPACE OBJECTS IN A MULTI-BAND MULTI-POSITION RADAR COMPLEX WITH PHASED ANTENNA ARRAYS |
| RU2780470C1 (en) * | 2022-01-17 | 2022-09-23 | Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Method for ensuring jamming immunity of an airborne radar station in setting jamming targeted in frequency by an active jamming station |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012140856A (en) | 2014-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108398677B (en) | Three-coordinate continuous wave one-dimensional phase scanning unmanned aerial vehicle low-altitude target detection system | |
| US5061930A (en) | Multi-mode missile seeker system | |
| Neri | Introduction to electronic defense systems | |
| CN106291477B (en) | Two-dimentional frequency mutually sweeps small target detection system | |
| US8456349B1 (en) | Three dimensional radar method and apparatus | |
| RU2646847C2 (en) | Method for space surveillance by radar stations with phased antenna arrays | |
| Farina et al. | Electronic counter-countermeasures | |
| Abramovich et al. | Principles of mode-selective MIMO OTHR | |
| EP2342581B1 (en) | Clutter reduction in detection systems | |
| Matuszewski | The radar signature in recognition system database | |
| Matuszewski | The analysis of modern radar signals parameters in electronic intelligence system | |
| RU2374596C1 (en) | Spaced radiolocating system for detection, escort and illumination of targets | |
| RU200233U1 (en) | A DEVICE FOR RADAR RECOGNITION OF CLASSES OF AIR-SPACE OBJECTS IN A MULTI-BAND MULTI-POSITION RADAR COMPLEX WITH PHASED ANTENNA ARRAYS | |
| RU2285939C1 (en) | Method for controlling airspace, irradiated by external radiation sources, and radiolocation station for realization of said method | |
| Balajti et al. | Increased importance of VHF radars in ground-based air defense | |
| Matuszewski | Specific emitter identification | |
| Shoykhetbrod et al. | A scanning FMCW-radar system for the detection of fast moving objects | |
| RU2410712C1 (en) | Method of detecting aerial objects | |
| US3448452A (en) | Anti-missile mobile search radar | |
| RU2623579C1 (en) | Method of reviewing air space by radar location station with active phased array antenna | |
| RU2410711C2 (en) | Method of measuring coordinates of mobile radar set target | |
| RU2741057C1 (en) | Method of radar recognition of classes of aerospace objects for a multi-band spaced apart radar system with phased antenna arrays | |
| RU2708371C1 (en) | Method of scanning airspace with a radar station with an active phased antenna array | |
| Stavroulakis et al. | Anti-jamming transmitter independent radar networks | |
| JP2023548193A (en) | zenith reactive jammer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180113 |