RU2650582C1 - Satellite navigation system of the winged rocket (options) - Google Patents
Satellite navigation system of the winged rocket (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650582C1 RU2650582C1 RU2016152522A RU2016152522A RU2650582C1 RU 2650582 C1 RU2650582 C1 RU 2650582C1 RU 2016152522 A RU2016152522 A RU 2016152522A RU 2016152522 A RU2016152522 A RU 2016152522A RU 2650582 C1 RU2650582 C1 RU 2650582C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- information processing
- satellite navigation
- satellite
- processing unit
- Prior art date
Links
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 10
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 6
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 102100036683 Growth arrest-specific protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710135446 Growth arrest-specific protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиочастотным системам, используемым для целей навигации, и конкретнее к помехозащищенным системам спутниковой навигации, предлагаемым к использованию в составе крылатых ракет.The invention relates to radio frequency systems used for navigation purposes, and more particularly to noise-immune satellite navigation systems, proposed for use in cruise missiles.
В настоящее время глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) ГЛОНАСС становится основным средством определения навигационных параметров. Особенно пристальное внимание к ГНСС уделяется при создании и использовании вооружения военной и специальной техники (ВВСТ). Применение ГНСС в значительной степени позволяет повысить эффективность управления, мониторинга и использования военной техники. Однако с применением спутниковых технологий создается зависимость эффективности применения ВВСТ от качества функционирования системы ГЛОНАСС в целом и качества функционирования навигационной аппаратуры пользователей. Приемники ГЛОНАСС обладают крайне низкой устойчивостью к преднамеренным помехам и в реальных боевых условиях будут являться объектом радиоэлектронного подавления со стороны противника.Currently, the GLONASS Global Navigation Satellite System (GNSS) is becoming the primary means of determining navigation parameters. Particularly close attention to GNSS is given in the creation and use of weapons of military and special equipment (VVST). The use of GNSS significantly improves the management, monitoring and use of military equipment. However, with the use of satellite technology, a dependence is created on the effectiveness of the use of IWHM on the quality of the GLONASS system as a whole and the quality of the navigation equipment of users. GLONASS receivers have extremely low resistance to intentional interference and in real combat conditions will be the object of electronic suppression from the enemy.
Нарушение навигационного поля может осуществляться посредством воздействия помех: преднамеренных и промышленных. Преднамеренные помехи разделяют на маскирующие (подавляющие) и имитирующие (дезинформирующие).Violation of the navigation field can be carried out through the influence of interference: intentional and industrial. Intentional interference is divided into masking (suppressing) and imitating (misinforming).
Подавление аппаратуры ГНСС приведет к существенному снижению их эффективности.Suppression of GNSS equipment will lead to a significant decrease in their effectiveness.
Искажение навигационного поля может привести к серьезным последствиям, в особенности для дистанционно работающей робототехники, в том числе беспилотных летательных аппаратов (БЛА), например принуждение к посадке БЛА.Distortion of the navigation field can lead to serious consequences, especially for remotely working robotics, including unmanned aerial vehicles (UAVs), for example, forcing UAVs to land.
Известно использование системы спутниковой навигации GPS на крылатой ракете воздушного базирования AGM-86C (Пашнев М.А. Крылатая ракета воздушного базирования AGM-86B (AGM-86C/D)/ Ракетная техника-URL: http://rbase.new-factoria.ru/missile/wobb/agm86b/agm86b.shtml).It is known to use the GPS satellite navigation system on an airborne cruise missile AGM-86C (Pashnev M.A. Airborne cruise missile AGM-86B (AGM-86C / D) / Missile technology-URL: http: //rbase.new-factoria. com / missile / wobb / agm86b / agm86b.shtml).
Также известна система спутниковой навигации беспилотного летательного аппарата, содержащая антенну для приема GPS сигнала и блок подавления помех (Патент РФ №2336537).Also known is a satellite navigation system of an unmanned aerial vehicle, comprising an antenna for receiving a GPS signal and an interference suppression unit (RF Patent No. 2336537).
Таким образом, использование спутниковых навигационных систем в ракетах различного класса достаточно широко распространено. Однако приведенные аналоги обладают существенным недостатком, заключающимся в недостаточной степени защиты системы навигации от радиоэлектронных помех.Thus, the use of satellite navigation systems in missiles of various classes is quite widespread. However, the above analogues have a significant drawback consisting in the insufficient degree of protection of the navigation system from electronic interference.
В качестве прототипа может быть выбрана система спутниковой навигации (ССН) крылатых ракет (КР), содержащая антенну с управляемой диаграммой направленности, обладающую более высоким уровнем точности (Dr Carlo Kоpp, Military technology. Cruise missile guidance techniques // Defence today. URL: http:www.ausairpower.net/SP/DT-CM-Guidance-June-2009.pdf).As a prototype, a satellite navigation system (CCH) of cruise missiles (CR) containing an antenna with a controlled radiation pattern with a higher level of accuracy can be chosen (Dr Carlo Kоpp, Military technology. Cruise missile guidance techniques // Defense today. URL: http : www.ausairpower.net/SP/DT-CM-Guidance-June-2009.pdf).
Автор статьи отмечает, что антенна принимает сигналы со всей верхней полусферы над ракетой, включая спутники GPS, а также намеренно создаваемые помехи. При помощи программного обеспечения антенна синтезирует узкие пучки, направленные к предполагаемому месторасположению спутников GPS, в результате чего антенна оказывается «слепа» во всех других направлениях.The author of the article notes that the antenna receives signals from the entire upper hemisphere above the rocket, including GPS satellites, as well as deliberate interference. Using software, the antenna synthesizes narrow beams directed to the intended location of the GPS satellites, resulting in the antenna being “blind” in all other directions.
Основным недостатком выбранного ближайшего аналога является невозможность обеспечения работоспособности системы спутниковой навигации крылатых ракет при смене режима полета от маршевого (горизонтального) к пикированию и дальнейшему пикированию.The main disadvantage of the selected closest analogue is the impossibility of ensuring the operability of the satellite navigation system of cruise missiles when changing the flight mode from marching (horizontal) to dive and further dive.
Эти факторы приводят к искажению формы диаграммы направленности и снижают эффективность подавления помех и приема спутниковых сигналов.These factors lead to distortion in the shape of the radiation pattern and reduce the efficiency of noise suppression and satellite signal reception.
Кроме того, антенная система ССН ракеты должна одинаково хорошо принимать сигналы с максимально возможного числа спутников верхней полусферы. Однако при пикировании ракеты антенная система, расположенная в верхней части КР, способна принять спутниковые сигналы только с той части сферы, которая не доступна для принятия сигналов в штатном горизонтальном полете ракеты. В результате требуется время на настройку системы спутниковой навигации для принятия спутниковых сигналов.In addition, the antenna system of the missile’s SSN should equally well receive signals from the maximum possible number of satellites in the upper hemisphere. However, when diving a rocket, the antenna system located in the upper part of the KR is capable of receiving satellite signals only from that part of the sphere that is not available for receiving signals in a regular horizontal flight of the rocket. As a result, it takes time to set up a satellite navigation system to receive satellite signals.
Также следует отметить, что конструктивные особенности КР весьма индивидуальны. Ограниченная площадь допустимого пространства для размещения антенного блока в отсеке корпуса КР (практически любой серийно выпускаемой КР) не позволяет разместить большое количество антенных элементов, что снижает уровень помехозащищенности ССН в определенных режимах полета.It should also be noted that the design features of the RC are very individual. The limited area of permissible space for placing the antenna unit in the compartment of the KR case (almost any commercially available KR) does not allow placing a large number of antenna elements, which reduces the level of interference immunity of the SSN in certain flight modes.
Таким образом, задачей предлагаемого решения является повышение уровня помехозащищенности системы спутниковой навигации КР в течение всего полета, а также обеспечение ее работоспособности при пикировании ракеты. Кроме того, предполагается повысить устойчивость аппаратуры большему числу помех и уровню электромагнитной помехи без внесения изменений в корпус КР.Thus, the objective of the proposed solution is to increase the level of noise immunity of the satellite navigation system of the Kyrgyz Republic throughout the flight, as well as ensuring its operability when diving a rocket. In addition, it is supposed to increase the stability of the equipment to a greater number of interference and the level of electromagnetic interference without making changes to the housing of the RC.
Универсальным способом повышения помехоустойчивости приема спутниковых сигналов ГЛОНАСС является метод пространственного подавления помех, связанный с пространственной обработкой сигнала.A universal way to increase the noise immunity of receiving GLONASS satellite signals is the spatial interference suppression method associated with spatial signal processing.
Применительно к этой области имеется достаточное количество публикаций. Теоретически вопрос изучен. Однако практическая реализация схемных и конструктивных решений и алгоритмов влияет как на конечный результат (уровень помехозащищенности ГНСС), так и возможность применения помехозащищенных систем в образцах техники.In this area there are a sufficient number of publications. Theoretically, the issue has been studied. However, the practical implementation of circuitry and design solutions and algorithms affects both the final result (GNSS noise immunity level) and the possibility of using noise-immunity systems in technical samples.
Наиболее целесообразным способом обеспечить защиту от помех является применение специализированного антенного модуля, который можно рассматривать как «приставку-антенну» к типовому навигационному приемнику. Например, при использовании в качестве «приставки» изделия «Комета» производства ОАО «ВНИИР Прогресс» для подавления приемника ГЛОНАСС с дальности 30 км потребуется мощность передатчика порядка 1-3 кВт, что предполагает создание специализированного комплекса радиоэлектронного подавления.The most appropriate way to provide protection against interference is to use a specialized antenna module, which can be considered as a "prefix antenna" to a typical navigation receiver. For example, when using the Comet product manufactured by VNIIR Progress OJSC as a “prefix”, to suppress the GLONASS receiver from a distance of 30 km, a transmitter power of the order of 1-3 kW will be required, which involves the creation of a specialized complex of electronic suppression.
Известны разработки и зарубежного производства, такие как GAS-1 (компания Raytheon Systems Limited), GAJT (совместно компании NovAtel и QinetiQ) и другие.Well-known developments and foreign production, such as GAS-1 (company Raytheon Systems Limited), GAJT (jointly with NovAtel and QinetiQ) and others.
Типичной особенностью представленных аналогов является их исполнение как единого устройства, где адаптивная антенна и предполагаемый блок обработки сигнала выполнены не только в одном корпусе, но и на одной плате. Подобное исполнение рационально с точки зрения улучшения работоспособности антенной системы, экономичности изготовления и универсальности применения. Однако подобный подход уместен для использования в универсальных видах техники, которые отличаются распространенностью, производятся крупными партиями, не требуют особых технических условий при эксплуатации. К таковым можно отнести, например, автомобили, железнодорожный транспорт, стационарные объекты, располагающие достаточным объемом свободного места, и другие.A typical feature of the presented analogues is their execution as a single device, where the adaptive antenna and the proposed signal processing unit are made not only in one case, but also on one board. Such a design is rational in terms of improving the operability of the antenna system, the cost-effectiveness of manufacturing, and the versatility of use. However, this approach is appropriate for use in universal types of technology, which are widespread, produced in large batches, do not require special technical conditions during operation. These may include, for example, automobiles, railway transport, stationary objects with sufficient free space, and others.
Использование перечисленных антенных систем в таких изделиях, как КР, практически не представляется возможным, что обосновывается следующим.The use of these antenna systems in products such as the Kyrgyz Republic is practically not possible, which is justified by the following.
Факторы, действующие на КР в полете, формируют к ней жесткие требования. Соответственно отдельные элементы, устанавливаемые на КР, изготовлены по особым техническим условиям.The factors acting on the CR in flight form strict requirements for it. Accordingly, the individual elements installed on the CD are made according to special technical conditions.
Например, значения температур под радиопрозрачным обтекателем в отсеке для антенны спутниковой навигации могут существенно превышать предельно допустимые значения температуры эксплуатации электронных компонентов.For example, the temperature values under the radio-transparent fairing in the compartment for the satellite navigation antenna can significantly exceed the maximum allowable operating temperatures of the electronic components.
Различные нагрузки, действующие на КР в полете, формируют требования не только к качеству исполнения антенной системы, но и к размещению ее на борту КР, например к наличию герметизации, особые требования к исполнению отсеков (к форме, габаритам, монтаж и т.д.)The various loads acting on the aircraft in flight form requirements not only for the quality of the antenna system, but also for its placement on board the aircraft, for example, the presence of sealing, special requirements for the execution of compartments (shape, dimensions, installation, etc. )
Кроме того, конструктивные особенности КР весьма индивидуальны. Недостаток объема антенного блока или его форма не позволяют разместить разработанные с широкими потребительскими свойствами антенные системы.In addition, the design features of the CR are very individual. The lack of volume of the antenna unit or its shape does not allow to place antenna systems developed with wide consumer properties.
Для преодоления изложенных негативных факторов, препятствующих к установке антенных систем, чуть ли не единственным вариантом является внесение изменений в конструкцию корпуса КР. Однако нарушение целостности корпуса влечет за собой необходимость проведения новых расчетов и комплекса дорогостоящих испытаний. Разработчики крылатых ракет сознательно отказываются от такого варианта вследствие его сложности и дороговизны.To overcome the above negative factors that impede the installation of antenna systems, almost the only option is to make changes to the design of the housing of the Kyrgyz Republic. However, a violation of the integrity of the case entails the need for new calculations and a complex of expensive tests. The developers of cruise missiles deliberately refuse such an option due to its complexity and high cost.
Таким образом, для улучшения характеристик системы спутниковой навигации, а вместе с этим и для улучшения характеристик КР (в части точности, преодоления средств радиоэлектронной борьбы, возможностей наведения на цель, принятия спутниковых сигналов большей части верхней полусферы Земли и др.) предложены технические решения, заключающиеся в следующем.Thus, to improve the characteristics of the satellite navigation system, and at the same time to improve the characteristics of the RC (in terms of accuracy, overcoming electronic warfare, targeting capabilities, receiving satellite signals from most of the Earth’s upper hemisphere, etc.), technical solutions are proposed, consisting in the following.
Система спутниковой навигации крылатой ракеты (КР) содержит аппаратуру спутниковой навигации и антенную систему. Антенная система выполнена помехозащищенной в виде блока обработки информации и антенны, которая выполнена в виде отдельных антенных элементов приема спутниковых сигналов, предназначенных для обеспечения работы одного канала спутниковой связи. Каждый антенный элемент соединен с блоком обработки информации независимым кабелем, причем антенна размещена в передней торцевой части КР по окружности корпуса под радиопрозрачным обтекателем, а блок обработки информации размещен в отсеке бортовой аппаратуры.The cruise missile (CR) satellite navigation system comprises satellite navigation equipment and an antenna system. The antenna system is made noise-immune in the form of an information processing unit and an antenna, which is made in the form of separate antenna elements for receiving satellite signals, designed to ensure the operation of one satellite communication channel. Each antenna element is connected to the information processing unit by an independent cable, the antenna being placed in the front end part of the RC along the circumference of the body under the radiolucent radome, and the information processing unit is located in the onboard equipment compartment.
Кроме того, возможен иной вариант. Система спутниковой навигации КР вместе с основной антенной системой может содержать дополнительную антенную систему для использования системы спутниковой навигации при пикировании, причем обе антенные системы выполнены помехозащищенными в виде блоков обработки информации и антенн. Каждая из антенных систем состоит из отдельных антенных элементов приема спутниковых сигналов, предназначенных для обеспечения работы одного канала спутниковой связи. Каждый антенный элемент соединен с соответствующим блоком обработки информации независимым кабелем, размещенным в отсеке бортовой аппаратуры, причем антенна основной антенной системы размещена в верхней части КР под радиопрозрачным обтекателем, а антенна дополнительной антенной системы размещена в передней торцевой части КР по окружности корпуса под радиопрозрачным обтекателем.In addition, another option is possible. The satellite navigation system of the Kyrgyz Republic together with the main antenna system may include an additional antenna system for using the satellite navigation system for diving, and both antenna systems are made noise-immune in the form of information processing units and antennas. Each of the antenna systems consists of separate antenna elements for receiving satellite signals, designed to ensure the operation of one satellite communication channel. Each antenna element is connected to the corresponding information processing unit by an independent cable located in the onboard equipment compartment, the antenna of the main antenna system is located in the upper part of the RC under the radiolucent fairing, and the antenna of the additional antenna system is located in the front end part of the RC on the circumference of the body under the radiolucent fairing.
Кроме того, дополнительно может быть введено следующее: для обеспечения приема спутниковых сигналов по дополнительному каналу спутниковой связи антенная система может содержать не менее одного дополнительного антенного элемента приема спутниковых сигналов, соединенного с соответствующим блоком обработки информации независимым кабелем, причем количество независимых кабелей соответствует количеству дополнительных антенных элементов.In addition, the following can be additionally introduced: to ensure the reception of satellite signals via an additional satellite communication channel, the antenna system may contain at least one additional antenna element for receiving satellite signals connected to the corresponding information processing unit by an independent cable, and the number of independent cables corresponds to the number of additional antenna elements.
Антенные элементы каждой из антенных систем могут быть выполнены как на одной печатной плате, так и размещены на отдельных платах, установленных в определенных местах передней торцевой и верхней части ракеты.The antenna elements of each of the antenna systems can be performed both on one printed circuit board, and placed on separate boards installed in certain places of the front end and top of the rocket.
На представленных иллюстрированных материалах обозначено следующее:The following illustrated on the illustrated materials:
Фигура 1 - вариант размещения помехозащищенных антенных систем в КР(схематично).Figure 1 - placement of noise-protected antenna systems in the Kyrgyz Republic (schematically).
Фигура 2 - вариант исполнения антенной системы КР (схематично).Figure 2 - embodiment of the antenna system of the Kyrgyz Republic (schematically).
Фигура 3 - прием спутниковых сигналов ССН КР при полете КР в горизонтальной плоскости (маршевый участок полета).Figure 3 - reception of satellite signals SSN KR when flying KR in a horizontal plane (mid-flight section).
Фигура 4 - прием спутниковых сигналов ССН КР при полете КР в горизонтальной плоскости (участок полета при пикировании).Figure 4 - reception of satellite signals SSN KR during the flight of the KR in a horizontal plane (flight section during a dive).
Фигура 5 - варианты исполнения антенны.Figure 5 - embodiments of the antenna.
На представленных фигурах обозначены элементы:On the presented figures the elements are indicated:
1 - антенна дополнительной антенной системы;1 - antenna of the additional antenna system;
2 - антенна основной антенной системы;2 - antenna of the main antenna system;
3 - корпус крылатой ракеты;3 - cruise missile body;
4 - антенный элемент;4 - antenna element;
5 - радиопрозрачный обтекатель;5 - radiolucent fairing;
6 - антенна на печатной плате;6 - antenna on a printed circuit board;
7 - блок обработки информации;7 - information processing unit;
8 - независимые кабели;8 - independent cables;
9 - отсек бортовой аппаратуры;9 - compartment on-board equipment;
10 - границы области приема спутниковых сигналов основной антенной системы;10 - boundaries of the area of reception of satellite signals of the main antenna system;
11 - границы области приема спутниковых сигналов дополнительной антенной системы;11 - the boundaries of the area of reception of satellite signals of an additional antenna system;
12-15 - спутники;12-15 - satellites;
16 - печатная плата антенны;16 - printed circuit board antenna;
17 - адаптивная антенная решетка (исполнение антенны на печатной плате);17 - adaptive antenna array (antenna design on a printed circuit board);
18 - антенна из отдельных элементов в составе антенного блока;18 - antenna of the individual elements in the antenna unit;
19 - антенный блок.19 - antenna unit.
На фигуре 1 схематично представлен вариант реализации решения, при котором ССН КР содержит основную 2 и дополнительную 1 антенные системы.The figure 1 schematically shows an embodiment of the solution, in which the SSO KR contains the main 2 and additional 1 antenna systems.
На фигуре 2 схематично представлен общий вариант размещения антенного блока в КР. На корпусе 3 крылатой ракеты закреплен антенный блок, в котором под радиопрозрачным обтекателем 5 размещена антенна 6. В данном примере антенные элементы 4 размещены на единой печатной плате, т.е. выполнены в составе адаптивной антенной решетки 17. Спутниковые сигналы, воспринимаемые антенными элементами, передаются через независимые кабели 8 в блок обработки информации 7, размещенный в отсеке бортовой аппаратуры 9. Полезный спутниковый сигнал, отделенный от помех в блоке обработки информации, поступает в приемник спутниковой навигации (приемник в заявке не рассматривается, поэтому на фигурах не показан).Figure 2 schematically shows a General variant of the placement of the antenna unit in the Kyrgyz Republic. An antenna unit is mounted on the cruise missile’s
На фигуре 3 показан вариант работы основной и дополнительной антенных систем при полете ракеты в горизонтальной плоскости.The figure 3 shows a variant of the primary and secondary antenna systems when flying a rocket in a horizontal plane.
На фигуре 4 показан вариант работы основной и дополнительной антенных систем при пикировании ракеты.The figure 4 shows a variant of the primary and secondary antenna systems when diving a rocket.
На фигуре 5 показаны варианты исполнения антенны. Стрелкой 17 обозначен вариант исполнения антенны в виде адаптивной антенной решетки, где на печатной плате 16 размещены антенные элементы 4. Стрелкой 18 обозначен вариант исполнения антенны из отдельных антенных элементов в составе антенного блока 19. Под радиопрозрачным кожухом 5 размещены антенные элементы 4.Figure 5 shows embodiments of the antenna.
Теоретически расстояние между антенными элементами может быть намного больше, чем «разумный» (возможный к компоновке) размер печатной платы. Это может дать существенный выигрыш в помехоустойчивости. Практическое исполнение такого варианта в производстве таких высокотехнологичных изделий, как крылатая ракета, технически возможно, однако, серийное изготовление пока вызывает трудности.Theoretically, the distance between the antenna elements can be much larger than the “reasonable” (possible for layout) size of the printed circuit board. This can give a significant gain in noise immunity. The practical implementation of this option in the production of such high-tech products as a cruise missile is technically possible, however, serial production is still difficult.
Размещение блока обработки информации в отсеке бортовой аппаратуры позволяет обеспечить «комфортный» (приемлемый по техническим требованиям) режим работы.Placing the information processing unit in the on-board equipment compartment allows to ensure a “comfortable” (acceptable by technical requirements) operating mode.
Размещение помехозащищенной антенны под радиопрозрачным обтекателем позволяет принимать спутниковые сигналы без потери их свойств. Размещение антенных элементов на керамической плате позволяет выдерживать высокий уровень температуры (250-300°С), что вполне допустимо при сверхзвуковом полете крылатой ракеты.Placing a noise-protected antenna under a radio-transparent fairing allows you to receive satellite signals without losing their properties. Placing the antenna elements on a ceramic board allows you to withstand a high temperature level (250-300 ° C), which is quite acceptable during supersonic cruise missile flight.
При этом следует отметить, конструктивные особенности КР таковы, что даже установка только антенных элементов может вызывать серьезные трудности. Связано это (как было указано) с размерами отверстий, предусмотренных конструкцией корпуса КР, или с возможной необходимостью изготовления новых отверстий в корпусе КР, что либо невозможно, либо нежелательно. Также влияет на размещение антенных элементов наличие допустимого пространства в отсеке под радиопрозрачным обтекателем (в антенном блоке).It should be noted that the design features of the RC are such that even the installation of only antenna elements can cause serious difficulties. This is due (as was indicated) to the dimensions of the holes provided for by the design of the housing of the KR, or to the possible need for the manufacture of new holes in the housing of the KR, which is either impossible or undesirable. The presence of acceptable space in the compartment under the radiolucent fairing (in the antenna unit) also affects the placement of antenna elements.
Однако предлагаемые технические решения позволяют решить эту проблему. Учитывая то, что носовая часть КР уже содержит радиопрозрачный обтекатель, внутрь устанавливаются только антенные элементы, например, по периметру носовой части. Это позволит обеспечить стабильный прием спутниковых сигналов с теневой для основной антенной системы области приема спутниковых сигналов.However, the proposed technical solutions can solve this problem. Given that the nose of the KR already contains a radio-transparent fairing, only antenna elements are installed inside, for example, along the perimeter of the nose. This will ensure stable reception of satellite signals with a shadow for the main antenna system of the satellite signal reception area.
В совокупности основная антенная система вместе с дополнительной позволит принимать спутниковые сигналы практически со всей части полусферы Земли. При этом отпадает необходимость внесения изменений в конструкцию корпуса ракеты.Together, the main antenna system, together with an additional one, will make it possible to receive satellite signals from almost the entire part of the hemisphere of the Earth. This eliminates the need to make changes to the design of the rocket body.
Кроме того, размещение антенных элементов возможно и по всей площади радиопрозрачного обтекателя носовой части, если это не наносит ущерб работе двигательной установки. Такое расположение позволит обеспечить работоспособность антенной системы спутниковой навигации при пикировании КР в условиях наличия помех.In addition, the placement of antenna elements is possible over the entire area of the radiotransparent fairing of the bow, if this does not damage the operation of the propulsion system. Such an arrangement will make it possible to ensure the operability of the satellite navigation antenna system when diving the RC in the presence of interference.
Соединение каждого антенного элемента независимым кабелем - вызванная техническая необходимость, связанная с особенностями работы помехозащищенной антенной системы. Расчеты и эксперименты показывают, что передача сигнала через грамотно спроектированный кабель (с учетом разъема) не влияет на качество сигнала.The connection of each antenna element with an independent cable is a technical necessity caused by the peculiarities of the operation of the noise-protected antenna system. Calculations and experiments show that signal transmission through a well-designed cable (taking into account the connector) does not affect signal quality.
Из источников литературы известно, что для нейтрализации помехи необходимо наличие не менее двух антенных элементов. При этом количество помех (Nпом), которые возможно исключить (нейтрализовать) будет определяться по зависимости:From literature sources it is known that in order to neutralize interference, at least two antenna elements are necessary. In this case, the amount of interference (Npom) that can be eliminated (neutralized) will be determined by the dependence:
Nпом=Naнт - 1, где Naнт - количество антенных элементов на один канал спутниковой связи.Nnom = Nant - 1, where Nant is the number of antenna elements per satellite channel.
Т.е. чем больше количество антенных элементов, тем большее количество помех возможно нейтрализовать. Очевидно, что распределение антенных элементов по всей площади радиопрозрачного обтекателя носовой части КР дает возможность разместить большое количество антенных элементов, тем самым повышая помехозащищенность системы спутниковой навигации.Those. the greater the number of antenna elements, the more interference can be neutralized. It is obvious that the distribution of antenna elements over the entire area of the radiotransparent fairing of the bow of the Kyrgyz Republic makes it possible to place a large number of antenna elements, thereby increasing the noise immunity of the satellite navigation system.
Также из литературы известно, что рациональное размещение антенных элементов, т.е. наличие расстояния между ними определяется длиной волны принимаемого сигнала (в идеале должно быть кратным длине волны). Таким образом, исходя из конструктивных особенностей носовой части, а именно распределения антенных элементов по всей площади радиопрозрачного обтекателя носовой части, определяется количество антенных элементов и возможности помехоустойчивости ССН (корреляция количества поставленных помех и повышение уровня сигнала).It is also known from the literature that the rational placement of antenna elements, i.e. the presence of a distance between them is determined by the wavelength of the received signal (ideally should be a multiple of the wavelength). Thus, based on the design features of the bow, namely the distribution of antenna elements over the entire area of the radiotransparent fairing of the bow, the number of antenna elements and the possibility of noise immunity of the SSN is determined (correlation of the number of delivered interference and increase in signal level).
Однако из некоторых требований, предъявляемых к ССН, следует наличие дополнительного канала спутниковой связи, который может быть как защищенным (при этом применяется изложенное выше решение), так и незащищенным. В этом случае достаточно установки одного антенного элемента, соединенного с блоком обработки информации независимым кабелем.However, some of the requirements imposed on the SSN imply the existence of an additional satellite communication channel, which can be either protected (the solution described above is applied) or unprotected. In this case, it is sufficient to install one antenna element connected to the information processing unit by an independent cable.
В случае обнаружения помехи на незащищенном канале связи он может быть выключен, а работа ССН будет переведена на защищенный канал связи.If interference is detected on an unsecured communication channel, it can be turned off, and the operation of the CCH will be transferred to a secure communication channel.
Были проведены успешные испытания, и изготовленные образцы помехозащищенных антенных систем подтвердили возможность практической реализации заявляемого решения, что и согласуется с правильностью сделанных расчетов.Successful tests were conducted, and the manufactured samples of noise-protected antenna systems confirmed the possibility of practical implementation of the proposed solution, which is consistent with the correctness of the calculations.
В первом варианте использования помехозащищенных антенных систем возможна установка только одной антенной системы в торцевой части. Внутренними границами 11 (фиг. 3) показана область приема спутникового сигнала антенной системой, установленной в передней торцевой части ракеты при маршевом полете. Из варианта, представленного на фиг. 4, видно, что при переходе из маршевого полета в пикирование часть спутников (поз. 14) будет попадать в область приема сигнала антенной системы, установленной в передней торцевой части ракеты. Однако наилучший вариант даст установка двух антенных систем. Данный вариант будет более стабилен, так как при маршевом полете будет охвачена практически вся область полусферы (до горизонта), а при пикировании практически вся четверть при непрерывном приеме сигнала спутника без перенастройки (настройки) ССН.In the first version of the use of noise-protected antenna systems, it is possible to install only one antenna system in the end part. The internal boundaries 11 (Fig. 3) show the region of satellite signal reception by an antenna system installed in the front end part of the rocket during marching flight. From the embodiment shown in FIG. 4, it is seen that during the transition from a marching flight to a dive, some of the satellites (pos. 14) will fall into the signal receiving region of the antenna system installed in the front end of the rocket. However, the best option would be to install two antenna systems. This option will be more stable, since during a marching flight, almost the entire hemisphere region (to the horizon) will be covered, and when diving, almost the entire quarter will be received when the satellite signal is continuously received without reconfiguration (tuning) of the CCH.
Из фиг. 3, 4 видно, что если будет установлена только одна антенная система в верхней части корпуса ракеты, то часть спутников (или все спутники), попадающих в ее зону видимости при штатном (горизонтальном) полете ракеты, могут выйти из зоны обзора при пикировании (поз. 12). Так как пикирование является заключительным и быстротечным этапом полета, то в результате может не хватить времени на перенастройку ССН на другие спутники. При установке двух антенных систем часть спутников, с которых приходит прием сигналов при штатном (горизонтальном) полете ракеты, непременно окажется в области, доступной для приема и в режиме пикирования.From FIG. 3 and 4, it can be seen that if only one antenna system is installed in the upper part of the rocket’s body, then some of the satellites (or all satellites) falling into its visibility zone during the regular (horizontal) flight of the rocket can leave the field of view when diving (pos. . 12). Since the dive is the final and fleeting phase of the flight, the result may not be enough time to reconfigure the CCH to other satellites. When installing two antenna systems, some of the satellites from which signals are received during regular (horizontal) flight of the rocket will certainly be in the area accessible for reception and in the dive mode.
Кроме того, установка двух антенных систем (при выполнении одной из них в торцевой части) дает существенный выигрыш в помехозащищенности, что особо важно вблизи цели, так как предполагается повышенная защита цели средствами радиоэлектронной борьбы.In addition, the installation of two antenna systems (when one of them is carried out in the end part) gives a significant gain in noise immunity, which is especially important near the target, since increased target protection by electronic warfare is assumed.
Выбор применения одной или двух антенных систем зависит и от поставленной задачи. Например, при работе по нерадиоконтрастным целям установка на летательный аппарат двух антенных систем в совокупности даст лучший результат.The choice of using one or two antenna systems depends on the task. For example, when working on non-radio contrast targets, installing two antenna systems on an aircraft together will give the best result.
Однако возможны и ограничения. Движение летательного аппарата в атмосфере с гиперзвуковыми скоростями приводит к интенсивному разогреву корпуса летательного аппарата. Вследствие чего тепло, подведенное к поверхности, а именно к верхней части корпуса ракеты, где установлена антенная система, может разрушить электронные компоненты, поэтому целесообразно установить антенную систему только в передней торцевой части, так как она будет лучше защищена от воздействия высоких температур.However, restrictions are possible. The movement of the aircraft in an atmosphere with hypersonic speeds leads to intense heating of the aircraft body. As a result, the heat brought to the surface, namely to the upper part of the rocket body where the antenna system is installed, can destroy electronic components, therefore it is advisable to install the antenna system only in the front end part, since it will be better protected from high temperatures.
Таким образом, предлагаемые технические решения позволяют решить главную задачу - повысить помехозащищенность ССН, а вместе с этим и самой КР, и обеспечить работоспособность ССН при пикировании КР. Предложенные варианты расположения антенных систем позволят обеспечить высокую помехозащищенность, высокую точность, непрерывность работы ССН. Модернизация системы спутниковой навигации сверхзвуковой крылатой ракеты будет происходить с учетом существующих требований к КР, с минимальными производственными затратами на доработку существующих компонентов КР, с существенной экономией трудозатрат, средств и времени.Thus, the proposed technical solutions allow us to solve the main problem - to increase the noise immunity of the CLS, and along with this the CR itself, and to ensure the CLS operability when diving the RC. The proposed location options for antenna systems will provide high noise immunity, high accuracy, continuous operation of the SSN. The modernization of the satellite navigation system for a supersonic cruise missile will take into account existing requirements for the RC, with minimal production costs for the refinement of existing components of the RC, with significant savings in labor, money and time.
Реализация решения не только делает возможным внедрение на КР помехозащищенной антенной системы, но и в противоположность альтернативным вариантам, например, связанным с внесением изменений в корпус КР, исключает необходимость проведения дополнительных расчетов корпуса и дорогостоящих испытаний.The implementation of the solution not only makes it possible to introduce an anti-jamming antenna system on the RC, but also, in contrast to alternative options, for example, related to making changes to the KR case, eliminates the need for additional case calculations and expensive tests.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152522A RU2650582C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Satellite navigation system of the winged rocket (options) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152522A RU2650582C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Satellite navigation system of the winged rocket (options) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2650582C1 true RU2650582C1 (en) | 2018-04-16 |
Family
ID=61976720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016152522A RU2650582C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Satellite navigation system of the winged rocket (options) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2650582C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2788218C1 (en) * | 2022-01-14 | 2023-01-17 | Владимир Васильевич Чернявец | Missile with a spatial restriction of the flight path |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2046736C1 (en) * | 1994-01-05 | 1995-10-27 | Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Control system of unmanned aircraft with navigational complex |
| US6331835B1 (en) * | 1999-02-02 | 2001-12-18 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Deeply-integrated adaptive GPS-based navigator with extended-range code tracking |
| US6377892B1 (en) * | 2000-05-02 | 2002-04-23 | Rockwell Collins, Inc. | Integrated navigation system |
| RU2336537C2 (en) * | 2003-01-03 | 2008-10-20 | Нортроп Грамман Корпорейшн | Architecture and method of gps navigation system of aircraft with double redundancy and protection against interferences |
-
2016
- 2016-12-30 RU RU2016152522A patent/RU2650582C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2046736C1 (en) * | 1994-01-05 | 1995-10-27 | Центральный научно-исследовательский институт "Гранит" | Control system of unmanned aircraft with navigational complex |
| US6331835B1 (en) * | 1999-02-02 | 2001-12-18 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Deeply-integrated adaptive GPS-based navigator with extended-range code tracking |
| US6377892B1 (en) * | 2000-05-02 | 2002-04-23 | Rockwell Collins, Inc. | Integrated navigation system |
| RU2336537C2 (en) * | 2003-01-03 | 2008-10-20 | Нортроп Грамман Корпорейшн | Architecture and method of gps navigation system of aircraft with double redundancy and protection against interferences |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2788218C1 (en) * | 2022-01-14 | 2023-01-17 | Владимир Васильевич Чернявец | Missile with a spatial restriction of the flight path |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9423495B1 (en) | Ship-based over-the-horizon radar | |
| Brookner | Recent developments and future trends in phased arrays | |
| US9541364B2 (en) | Adaptive electronically steerable array (AESA) system for interceptor RF target engagement and communications | |
| Lambrechts et al. | SiGe based re-engineering of electronic warfare subsystems | |
| Aldowesh et al. | A passive bistatic radar experiment for very low radar cross-section target detection | |
| RU2650582C1 (en) | Satellite navigation system of the winged rocket (options) | |
| RU170644U1 (en) | WING Rocket SATELLITE NAVIGATION SYSTEM | |
| RU2513985C1 (en) | Method for radio camouflaging stationary objects | |
| Nguyen et al. | Analysis of the optimal frequency band for a ballistic missile defense radar system | |
| Jang et al. | Array antenna design for passive coherent location systems with non-uniform array configurations | |
| Kamra et al. | An ITAR-free Dual Frequency Antenna Array in the ARINC Footprint for Robust Aeronautical Navigation | |
| RU2696558C1 (en) | Method for radio-electronic suppression of receivers of global navigation satellite systems consumers | |
| Heinbach et al. | Commercially available low probability of intercept radars and non-cooperative ELINT receiver capabilities | |
| Das | Advances in active radar seeker technology | |
| RU2674403C1 (en) | Satellite navigation system of mobile rocket assembly | |
| Cherneyak et al. | Radar in the Soviet Union and Russia: A brief historical outline | |
| CN104090276A (en) | Radio frequency stealth onboard synthetic aperture radar | |
| RU2726939C1 (en) | Complex of creation of radio-interference to equipment of consumers of global navigation satellite systems | |
| JP6151139B2 (en) | Angle measuring device, flying object, launcher, angle measuring method, flying object control method | |
| Barkan et al. | Trends in radar and electronic warfare technologies and their influence on the electromagnetic spectrum evolution | |
| Ilcev | Airborne satellite navigation and other integrated antenna systems | |
| EP4383597A1 (en) | Systems and methods for providing an antenna | |
| Anderson | Counter-OTHR 101: low observability at HF | |
| RU2685509C1 (en) | Complex of electronic warfare with unmanned aerial vehicles | |
| Tang et al. | System Design of Radar Active Jamming |