RU2697257C1 - Способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полёта беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер и дальности до него - Google Patents

Способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полёта беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер и дальности до него Download PDF

Info

Publication number
RU2697257C1
RU2697257C1 RU2018138997A RU2018138997A RU2697257C1 RU 2697257 C1 RU2697257 C1 RU 2697257C1 RU 2018138997 A RU2018138997 A RU 2018138997A RU 2018138997 A RU2018138997 A RU 2018138997A RU 2697257 C1 RU2697257 C1 RU 2697257C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
multicopter
flight
doppler
mode
Prior art date
Application number
RU2018138997A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Викторович Богданов
Олег Валерьевич Васильев
Михаил Игоревич Каневский
Александр Владимирович Криштопов
Алексей Сергеевич Сурков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы" filed Critical Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы"
Priority to RU2018138997A priority Critical patent/RU2697257C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2697257C1 publication Critical patent/RU2697257C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • 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
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • G01S13/92—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control for velocity measurement

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для измерения скорости полета беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер (МК) и дальности до него в дальней и ближней зонах (ДЗ и БЗ) относительно охраняемого объекта (ОБ). Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей радиолокационной системы (РЛС), объединяющей импульсно-доплеровскую (ИД) радиолокационную станцию и радиолокационную станцию с непрерывным излучением (НИ), при измерении скорости полета МК и дальности до него в ДЗ и БЗ относительно ОБ. Способ заключается в формировании высокочастотной последовательности зондирующих импульсов на несущей частоте fн (ИД), их усилении, излучении с помощью первой приемо-передающей антенны в направлении воздушной цели - мультикоптера (ВЦ-МК) при его первоначальном полете в ДЗ относительно ОБ, приеме, усилении, преобразовании отраженных сигналов на промежуточные частоты, их селекции по дальности и доплеровской частоте, измеренная текущая дальность ДТЕК до МК сравнивается с верхней границей дальности ДБЗ ближней зоны относительно ОБ, при ДТЕК>ДБЗ на выходе РЛС формируются значения скорости полета МК и дальности до него при функционировании РЛС в ИД режиме, при ДТЕК=ДБЗ дополнительно к ИД режиму работы РЛС включается режим ее работы с НИ зондирующего сигнала, для чего формируется модулированный по периодическому закону непрерывный высокочастотный зондирующий сигнал с несущей частотой fн (НИ), осуществляется его усиление и излучение с помощью второй приемо-передающей антенны в направлении ВЦ-МК при его полете в БЗ относительно ОБ, осуществляется прием отраженных от МК сигналов, их усиление, преобразование на промежуточные частоты и выделение сигнала разностной частоты fp=(2FмΔf м ДТЕК/с)+fд (НИ), где Fм и Δf м - соответственно частота модуляции и величина девиации частоты; с - скорость света; fд (НИ)=2 V fн (НИ)/c - доплеровская частота, обусловленная скоростью V полета МК в БЗ и работе РЛС в режиме НИ зондирующих сигналов, измерение разностной частоты fp, компенсация доплеровской частоты fд (НИ) с помощью РЛС, функционирующей в ИД режиме, путем введения поправки fд (НИ)=fн (НИ)fд (ИД)/fн (ИД), где fд (ИД)=2Vfн (ИД)/с - доплеровская частота, обусловленная скоростью V полета МК в БЗ и работе РЛС в ИД режиме, преобразование скомпенсированной по доплеровской частоте разностной частоты fp (к) в дальность до МК при его полете в БЗ в соответствии с выражением ДТЕК=с fp (к) / 2FмΔf м, формирование при полете МК в БЗ относительно ОБ на выходе РЛС значений скорости полета МК при функционировании РЛС в ИД режиме и дальности до него при совместном функционировании РЛС в ИД режиме и режиме с НИ зондирующего сигнала. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для измерения скорости полета маневрирующего беспилотного летательного аппарата (БПЛА) малого класса типа мультикоптер и дальности до него в дальней и ближней зоне относительно охраняемого объекта.
Известен способ функционирования когерентно-импульсного устройства радиолокационной станции, заключающийся в формировании с помощью задающего генератора сигнала, преобразовании его в высокочастотный сигнал путем умножении частоты, усилении по мощности и излучении в пространство, приеме отраженного от воздушной цели радиолокационного сигнала, его преобразовании на промежуточную частоту, усилении и фазовом детектировании для последующей обработки в приемном тракте БРЛС [1].
Недостатком данного способа функционирования когерентно-импульсного устройства радиолокационной станции являются ограниченные функциональные возможности по измерению дальности до маневрирующего БПЛА малого класса типа мультикоптер в ближней зоне относительно охраняемого объекта (от 500 м и менее).
Известен способ функционирования импульсно-доплеровской радиолокационной станции, заключающийся в формировании высокочастотной последовательности зондирующих импульсов, их усилении по мощности, излучении в пространство, приеме, усилении, преобразовании отраженных сигналов на промежуточные частоты, их селекции по дальности и доплеровской частоте, преобразовании сигналов в цифровую форму с последующем их спектральным анализом [2].
Недостатком данного способа функционирования импульсно-доплеровской радиолокационной станции являются ограниченные функциональные возможности по измерению дальности до интенсивно маневрирующего БПЛА малого класса типа мультикоптер в ближней зоне относительно охраняемого объекта.
Действительно, в дальней зоне относительно охраняемого объекта (от 3000 м и до 500 м) БПЛА малого класса типа мультикоптер осуществляет, как правило, стационарный полет к охраняемому объекту, без интенсивного маневрирования. В этом случае измерение скорости его полета и дальности до него может успешно осуществляться с помощью известного [2] способа функционирования импульсно-доплеровской радиолокационной станции. При подлете мультикоптера к ближней зоне относительно охраняемого объекта (менее 500 м) нахождении его непосредственно в ней им осуществляется интенсивное маневрирование с целью обеспечения скрытности подлета к охраняемому объекту. В этом случае (при полете мультикоптера в ближней зоне относительно охраняемого объекта) функционирование импульсно-доплеровской радиолокационной станции малоэффективно при измерении дальности до мультикоптера в ближней зоне относительно охраняемого объекта, а эффективным является функционирование радиолокационной станции с непрерывным излучением при измерении дальности до мультикоптера в ближней зоне с компенсацией доплеровской частоты, обусловленной скоростью его полета.
Таким образом, радиолокационная система (РЛС) должна объединять импульсно-доплеровскую радиолокационную станцию при измерении скорости полета мультикоптера и дальности до него в дальней зоне относительно охраняемого объекта и радиолокационную станцию с непрерывным излучением при измерении дальности до интенсивно маневрирующего мультикоптера в ближней зоне относительно охраняемого объекта.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей радиолокационной системы, объединяющей импульсно-доплеровскую радиолокационную станцию и радиолокационную станцию с непрерывным излучением, при измерении скорости полета БПЛА малого класса типа мультикоптер и дальности до него в дальней и ближней зоне относительно охраняемого объекта.
Указанная цель достигается тем, что в способе функционирования РЛС при измерении скорости полета БПЛА малого класса типа мультикоптер и дальности до него, заключающимся в формировании высокочастотной последовательности зондирующих импульсов на несущей частоте fн (ИД), их усилении по мощности, излучении с помощью первой приемо-передающей антенны в направлении воздушной цели - мультикоптера при его первоначальном полете в дальней зоне относительно охраняемого объекта, приеме, усилении, преобразовании отраженных сигналов на промежуточные частоты, их селекции по дальности и доплеровской частоте при измерении соответственно дальности до мультикоптера и скорости его полета в дальней зоне относительно охраняемого объекта, дополнительно измеренное значение текущей дальности ДТЕК до мультикоптера сравнивается с априорно заданной верхней границей дальности ДБЗ ближней зоны относительно охраняемого объекта, при выполнении условия ДТЕК>ДБЗ, что соответствует полету мультикоптера в дальней зоне относительно охраняемого объекта, на выходе РЛС формируются измеренные значения скорости полета мультикоптера и дальности до него при функционировании РЛС в импульсно-доплеровском режиме, при достижении мультикоптером верхней границы ближней зоны, когда ДТЕК=ДБЗ, что соответствует перелету мультикоптера из дальней зоны в ближнюю зону относительно охраняемого объекта, дополнительно к импульсно-доплеровскому режиму работы РЛС, осуществляется включение режима ее работы с непрерывным излучением зондирующего сигнала, для чего формируется модулированный по периодическому закону непрерывный высокочастотной зондирующий сигнал с несущей частотой fн (НИ), отличной от несущей частоты последовательности зондирующих импульсов fн (ИД), формируемых при работе РЛС в импульсно-доплеровском режиме, осуществляется его усиление по мощности и излучение с помощью второй приемопередающей антенны в направлении воздушной цели - мультикоптера при его полете в ближней зоне относительно охраняемого объекта, прием отраженных от мультикоптера сигналов, их усиление, преобразование на промежуточные частоты и выделение сигнала разностной частоты fp, определяемой, как
Figure 00000001
где
Fм и Δf м - соответственно частота модуляции и величина девиации частоты;
с - скорость света;
fд (НИ)=2Vfн (НИ)/с доплеровская частота, обусловленная скоростью V полета мульткоптера в ближней зоне и работе РЛС в режиме непрерывного излучения зондирующих сигналов,
измерение разностной частоты fр, компенсация доплеровскои частоты fд (НИ) с помощью радиолокационной системы, функционирующей в импульсно-доплеровском режиме, путем введения поправки, равной fд (НИ)=fн (НИ)fд (ИД)/fн (ИД), где fд (ИД)=2V fн (ИД)/с - доплеровская частота, обусловленная скоростью V полета мульткоптера в ближней зоне и работе РЛС в импульсно-доплеровском режиме, преобразование скомпенсированной по доплеровской частоте разностной частоты fp (к) в значение измеренной дальности до мультикоптера при его полете в ближней зоне относительно охраняемого объекта в соответствии с выражением
Figure 00000002
формирование при полете мультикоптера в ближней зоне относительно охраняемого объекта на выходе РЛС измеренных значений скорости полета мультикоптера при функционировании РЛС в импульсно-доплеровском режиме и дальности до него при совместном функционировании РЛС в импульсно-доплеровском режиме и режиме с непрерывным излучением зондирующего сигнала.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, являются.
1. Сравнение измеренного значения текущей дальности ДТЕК до мультикоптера с априорно заданной верхней границей дальности ДБЗ ближней зоны относительно охраняемого объекта При выполнении условия ДТЕК>ДБЗ, что соответствует полету мультикоптера в дальней зоне относительно охраняемого объекта, на выходе РЛС формируются измеренные значения скорости полета мультикоптера и дальности до него при функционировании РЛС в импульсно-доплеровском режиме.
2. Дополнительное включение к импульсно-доплеровскому режиму работы РЛС режима ее работы с непрерывным излучением зондирующего сигнала при достижении мультикоптером априорно заданной верхней границы ближней зоны, когда ДТЕК=ДБЗ, что соответствует перелету мультикоптера из дальней зоны в ближнюю зону относительно охраняемого объекта
3. Измерение при работе РЛС с непрерывным излучением зондирующего сигнала разностной частоты, определяемой выражением (1), при полете мультикоптера в ближней зоне с компенсацией с помощью РЛС, функционирующей в импульсно-доплеровском режиме, доплеровской частоты fд (НИ), равной fд (НИ)=fн (НИ)fд (ИД)/fн (ИД) и обусловленной полетом мультикоптера в ближней зоне относительно охраняемого объекта и работе РЛС в импульсно-доплеровском режиме.
4. Преобразование скомпенсированной по доплеровской частоте разностной частоты fp (к) в значение измеренной дальности до мультикоптера при его полете в ближней зоне относительно охраняемого объекта в соответствии с выражением (2) и формирование на выходе РЛС измеренных значений скорости полета мультикоптера при ее функционировании в импульсно-доплеровском режиме и дальности до него при совместном функционировании РЛС в импульсно-доплеровском режиме и режиме с непрерывным излучением зондирующего сигнала.
Данные признаки обладают существенными отличиями, так как в известных способах не обнаружены.
Применение новых признаков позволит расширить функциональные возможности РЛС, объединяющей импульсно-доплеровскую радиолокационную станцию и радиолокационную станцию с непрерывным излучением, при измерении скорости полета БПЛА малого класса типа мультикоптер и дальности до него в дальней и ближней зоне относительно охраняемого объекта.
На рисунке 1 представлена блок-схема, поясняющая предлагаемый способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полета БПЛА малого класса типа мультикоптер и дальности до него, на рисунке 2 - внешний вид БПЛА малого класса типа мультикоптер, на рисунке 3 - типичные траектории полета интенсивно маневрирующего БПЛА малого класса типа мультикоптер в ближней зоне относительно охраняемого объекта.
Способ функционирования РЛС при измерении скорости полета БПЛА малого класса типа мультикоптер и дальности до него реализуется следующим образом (рисунок 1).
С помощью задающего генератора 1 (ЗГ), синхронизатора 2 (С) и первого модулятора 3 (М) формируются высокочастотные последовательности зондирующих импульсов на несущей частоте fн (ИД), которые усиливаются в первом усилителе 4 мощности высокой частоты (УМ ВЧ) и через первый антенный переключатель 5 (АП) излучаются первой приемо-передающей антенной 6 (А) в направлении воздушной цели - мультикоптера (рисунок 2) при его первоначальном полете в дальней зоне относительно охраняемого объекта (от 3000 м до 500 м).
Отраженные от воздушной цели - мультикоптера сигналы (рисунок 1) принимаются первой приемо-передающей антенной 6 и через первый антенный переключатель 5 поступают в приемник импульсно-доплеровской радиолокационной станции, где усиливаются в усилителе 7 высокой частоты (УВЧ), преобразуются в тракте 8 преобразования на промежуточные частоты (ТП ПЧ), селектируются по дальности в селекторе 9 дальности (СД) с помощью селекторных импульсов, поступающих на его вход с выхода синхронизатора 2, а также селектируются по доплеровской частоте в преобразователе 10 (ПР), на вход которого поступают значения углов ориентации диаграммы направленности антенны в вертикальной и горизонтальной плоскостях с выхода угломерного канала (на схеме не показан). В аналого-цифровом преобразователе 11 (АЦП) сигнал из аналоговой формы преобразуется в цифровую форму, который поступает на вход блока 12 быстрого преобразования Фурье (БПФ), где осуществляется его спектральный анализ, и с его выхода значение доплеровской частоты, равное fд (ИД)=2 V fн (ИД)/c, поступает на первый 13 вход коммутатора 14 (К), где преобразуется в значение скорости полета мультикоптера в дальней зоне относительно охраняемого объекта при работе РЛС в импульсно-доплеровском режиме.
Одновременно в измерителе 15 дальности (Изм. Д) осуществляется измерение текущей дальности ДТЕК до мультикоптера, значение которой поступает на второй вход 16 коммутатора 14 и на первый вход 17 анализатора 18 (Ан), где сравнивается с априорно заданным значением верхней границей дальности ДБЗ ближней зоны (500 м) относительно охраняемого объекта, подаваемого на второй вход 19 анализатора 18. При выполнении условия ДТЕК>ДБЗ (ДТЕК>500 м), что соответствует полету мультикоптера в дальней зоне относительно охраняемого объекта, на выходе анализатора 18 формируются разрешающие сигналы для выдачи потребителям значений скорости полета мультикоптера в дальней зоне и дальности до него при работе РЛС в импульсно-доплеровском режиме, а также запрещающим сигналом для дополнительного включения режима работы РЛС с непрерывным зондирующим сигналом.
При достижении мультикоптером априорно заданной верхней границы ближней зоны, когда ДТЕК=ДБЗ (ДТЕК=ДБЗ=500 м), что соответствует перелету мультикоптера из дальней зоны в ближнюю зону относительно охраняемого объекта, на выходе анализатора 18 формируется запрещающий сигнал для выдачи потребителям значения дальности до мультикоптера, формируемой при работе РЛС в импульсно-доплеровском режиме, и разрешающие сигналы для выдачи потребителям значения скорости полета мультикоптера в ближней зоне относительно охраняемого объекта, а также дополнительного включения к импульсно-доплеровскому режиму работы РЛС режима ее работы с непрерывным излучением зондирующего сигнала. С этой целью с помощью второго модулятора 20 и генератора высокой частоты 21 (ГВЧ) формируется модулированный по периодическому закону непрерывный высокочастотный зондирующий сигнал с несущей частотой fн (НИ), отличной от несущей частоты fн (ИД) последовательности зондирующих импульсов, формируемых при работе РЛС в импульсно-доплеровском режиме, осуществляется его усиление во втором усилителе 22 мощности высокой частоты и через второй антенный переключатель 23 - излучение с помощью второй приемо-передающей антенны 24 в направлении воздушной цели - мультикоптера при его интенсивном маневрировании (рисунок 3) в ближней зоне относительно охраняемого объекта (от 500 м и менее).
Отраженные от воздушной цели - мультикоптера сигналы (рисунок 1) принимаются второй приемо-передающей антенной 24 и через второй антенный переключатель 23 поступают в приемник 25 (ПРМ) радиолокационной станции, работающей в непрерывном режиме, где осуществляется усиление, преобразование отраженных сигналов на промежуточные частоты и выделение сигнала разностной частоты fp, определяемой выражением (1).
В измерителе 26 (Изм.) осуществляется измерение разностной частоты fp, значение которой компенсируется в компенсаторе 27 (Комп.) доплеровской частоты fд (НИ) с помощью РЛС, функционирующей в импульсно-доплеровском режиме, путем введения поправки, равной fд (НИ)=fн (НИ)fд (ИД)/fн (ИД), где fд (ИД)=2V fн (ИД)/с - доплеровская частота, обусловленная скоростью V полета мульткоптера в ближней зоне при работе РЛС в импульсно-доплеровском режиме. Значение доплеровской частоты fд (ИД) с выхода блока 12 БПФ поступает на вход компенсатора 27. В преобразователе 28 (Пр. fp (к)) осуществляется преобразование скомпенсированной по доплеровской частоте fд (НИ) разностной частоты fp (к) в значение измеренной дальности до мультикоптера при его полете в ближней зоне относительно охраняемого объекта в соответствии с выражением (2).
В результате, при полете мультикоптера в ближней зоне относительно охраняемого объекта потребителям осуществляется выдача измеренных значений скорости полета мультикоптера при ее функционировании в импульсно-доплеровском режиме и дальности до него при совместном функционировании РЛС в импульсно-доплеровском режиме и режиме с непрерывным излучением зондирующего сигнала.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволит расширить функциональные возможности РЛС, объединяющей импульсно-доплеровскую радиолокационную станцию и радиолокационную станцию с непрерывным излучением, при измерении скорости полета БПЛА малого класса типа мультикоптер и дальности до него в дальней (от 3000 м до 500 м) и ближней (от 500 м и менее) зоне относительно охраняемого объекта.
Источники информации
1. Авиационные радиолокационные комплексы и системы: учебник для слушателей и курсантов ВУЗов ВВС / П.И. Дудник, Г.С. Кондратенков, Б.Г. Татарский, А.Р. Ильчук, А.А. Герасимов. Под ред. П.И. Дудника. - М.: изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006, страницы 527-528, рисунок 11.4 (аналог).
2. Авиационные радиолокационные комплексы и системы: учебник для слушателей и курсантов ВУЗов ВВС / П.И. Дудник, Г.С. Кондратенков, Б.Г. Татарский, А.Р. Ильчук, А.А. Герасимов. Под ред. П.И. Дудника. - М.: изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006, страницы 630 (формула (12.89), 639-641, рисунок 12.39 (прототип).
3. В.В. Васин, О.В. Власов, В.В. Григорин-Рябов, П.И. Дудник, Б.М. Степанов. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения). - М.: «Советское радио», 1970 (страница 18 формулы 2.3, 2.4; страница 404 формула 15.24).
К рисунку 1
1 ЗГ - задающий генератор; 2 С - синхронизатор; 3,20 М - модулятор; 4,22 УМ ВЧ - усилитель мощности высокой частоты; 5, 23 АП - антенный переключатель; 6,24 А - приемо-передающая антенна; 7 УВЧ - усилитель высокой частоты; 8 ТП ПЧ - тракт преобразования на промежуточные частоты; 9 СД - селектор дальности; 10 ПР - преобразователь; 11 АЦП -аналого-цифровой преобразователь; 12 БПФ - блок быстрого преобразования Фурье; 14 К - коммутатор; 15 Изм. Д - измеритель дальности; 18 Ан. -анализатор; 21 ГВЧ - генератор высокой частоты; 25 ПРМ - приемник; 26 Изм. - измеритель; 27 Комп.- компенсатор; 28 Пр. fp (к) - преобразователь.

Claims (9)

  1. Способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полета беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер и дальности до него, заключающийся в формировании высокочастотной последовательности зондирующих импульсов на несущей частоте fн (ИД), их усилении по мощности, излучении с помощью первой приемо-передающей антенны в направлении воздушной цели - мультикоптера при его первоначальном полете в дальней зоне относительно охраняемого объекта, приеме, усилении, преобразовании отраженных сигналов на промежуточные частоты, их селекции по дальности и доплеровской частоте при измерении соответственно дальности до мультикоптера и скорости его полета в дальней зоне относительно охраняемого объекта, отличающийся тем, что измеренное значение текущей дальности ДТЕК до мультикоптера сравнивается с априорно заданной верхней границей дальности ДБЗ ближней зоны относительно охраняемого объекта, при выполнении условия ДТЕК>ДБЗ, что соответствует полету мультикоптера в дальней зоне относительно охраняемого объекта, на выходе радиолокационной системы формируются измеренные значения скорости полета мультикоптера и дальности до него при функционировании радиолокационной системы в импульсно-доплеровском режиме, при достижении мультикоптером верхней границы ближней зоны, когда ДТЕК=ДБЗ, что соответствует перелету мультикоптера из дальней зоны в ближнюю зону относительно охраняемого объекта, дополнительно к импульсно-доплеровскому режиму работы радиолокационной системы осуществляется включение режима ее работы с непрерывным излучением зондирующего сигнала, для чего формируется модулированный по периодическому закону непрерывный высокочастотный зондирующий сигнал с несущей частотой fн (НИ) отличной от несущей частоты последовательности зондирующих импульсов fн (ИД), формируемых при работе радиолокационной системы в импульсно-доплеровском режиме, осуществляется его усиление по мощности и излучение с помощью второй приемо-передающей антенны в направлении воздушной цели - мультикоптера при его полете в ближней зоне относительно охраняемого объекта, прием отраженных от мультикоптера сигналов, их усиление, преобразование на промежуточные частоты и выделение сигнала разностной частоты fр, определяемой, как
  2. Figure 00000003
  3. где
  4. Fм и Δfм - соответственно частота модуляции и величина девиации частоты;
  5. с - скорость света;
  6. fд (НИ)=2Vfн (НИ)/c - доплеровская частота, обусловленная скоростью V полета мульткоптера в ближней зоне и работе радиолокационной системы в режиме непрерывного излучения зондирующих сигналов,
  7. измерение разностной частоты fр, компенсация доплеровской частоты fд (НИ) с помощью радиолокационной системы, функционирующей в импульсно-доплеровском режиме, путем введения поправки, равной fд (НИ)=fн (НИ)fд (ИД)/fн(ИД), где fд (ИД)=2Vfн (ИД)/с - доплеровская частота, обусловленная скоростью V полета мульткоптера в ближней зоне и работе радиолокационной системы в импульсно-доплеровском режиме, преобразование скомпенсированной по доплеровской частоте fд (НИ) разностной частоты fp (к) в значение измеренной дальности до мультикоптера при его полете в ближней зоне относительно охраняемого объекта в соответствии с выражением
  8. Figure 00000004
  9. формирование при полете мультикоптера в ближней зоне относительно охраняемого объекта на выходе радиолокационной системы измеренных значений скорости полета мультикоптера при функционировании радиолокационной системы в импульсно-доплеровском режиме и дальности до него при совместном функционировании радиолокационной системы в импульсно-доплеровском режиме и режиме с непрерывным излучением зондирующего сигнала.
RU2018138997A 2018-11-06 2018-11-06 Способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полёта беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер и дальности до него RU2697257C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138997A RU2697257C1 (ru) 2018-11-06 2018-11-06 Способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полёта беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер и дальности до него

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138997A RU2697257C1 (ru) 2018-11-06 2018-11-06 Способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полёта беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер и дальности до него

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697257C1 true RU2697257C1 (ru) 2019-08-13

Family

ID=67640504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018138997A RU2697257C1 (ru) 2018-11-06 2018-11-06 Способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полёта беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер и дальности до него

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2697257C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760828C1 (ru) * 2021-03-29 2021-11-30 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Радиолокационный способ обнаружения беспилотных летательных аппаратов
RU2800227C1 (ru) * 2022-08-03 2023-07-19 Дмитрий Геннадьевич Митрофанов Система измерения дальности воздушного объекта

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147638A (en) * 1997-12-10 2000-11-14 Automotive Distance Control Systems Method for operating a radar system
RU2206102C1 (ru) * 2001-10-25 2003-06-10 НИИ Приборостроения им. В.В. Тихомирова Способ измерения дальности и скорости импульсно-доплеровской радиолокационной станцией
WO2006133268A2 (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Signal Labs, Inc. System and method for detection and discrimination of targets in the presence of interference
US8305256B1 (en) * 2010-02-09 2012-11-06 Lockheed Martin Corporation Radar with PRF alteration on receive
RU2534217C1 (ru) * 2013-08-28 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "Завант" Радиолокационный способ обнаружения малозаметных беспилотных летательных аппаратов
RU2543511C1 (ru) * 2013-10-30 2015-03-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ функционирования радиолокационной системы на базе радиолокационных станций с управляемыми параметрами излучения
RU2608748C1 (ru) * 2015-08-31 2017-01-24 Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы" Способ измерения скорости полёта воздушного объекта и РЛС для его осуществления

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6147638A (en) * 1997-12-10 2000-11-14 Automotive Distance Control Systems Method for operating a radar system
RU2206102C1 (ru) * 2001-10-25 2003-06-10 НИИ Приборостроения им. В.В. Тихомирова Способ измерения дальности и скорости импульсно-доплеровской радиолокационной станцией
WO2006133268A2 (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Signal Labs, Inc. System and method for detection and discrimination of targets in the presence of interference
US8305256B1 (en) * 2010-02-09 2012-11-06 Lockheed Martin Corporation Radar with PRF alteration on receive
RU2534217C1 (ru) * 2013-08-28 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "Завант" Радиолокационный способ обнаружения малозаметных беспилотных летательных аппаратов
RU2543511C1 (ru) * 2013-10-30 2015-03-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ функционирования радиолокационной системы на базе радиолокационных станций с управляемыми параметрами излучения
RU2608748C1 (ru) * 2015-08-31 2017-01-24 Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы" Способ измерения скорости полёта воздушного объекта и РЛС для его осуществления

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авиационные радиолокационные комплексы и системы. Под ред. П.И.ДУДНИКА, Москва, 2006, изд. ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, с.639-641, рис.12.39. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760828C1 (ru) * 2021-03-29 2021-11-30 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Радиолокационный способ обнаружения беспилотных летательных аппаратов
RU2800227C1 (ru) * 2022-08-03 2023-07-19 Дмитрий Геннадьевич Митрофанов Система измерения дальности воздушного объекта

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK1735637T3 (en) System and method for radar detection of an object.
US9063225B2 (en) High resolution Doppler collision avoidance radar
EP1253441B1 (en) Distance measuring device
KR100722750B1 (ko) 레이다 장치, 레이다 장치의 제어 방법
JP4724694B2 (ja) 電波レーダ装置
US20060220949A1 (en) Interferometer-type rader
WO2016033361A1 (en) Improving the range resolution in fmcw radars
JP2016070733A (ja) レーダ装置
US20160139257A1 (en) Fmcw radar device and fmcw radar signal processing method
RU2496120C2 (ru) Многофункциональная многодиапазонная масштабируемая радиолокационная система для летательных аппаратов
CN104076362A (zh) 一种铁路列车运行安全防控雷达
JP2007192575A (ja) 目標測位装置
RU2679597C1 (ru) Способ функционирования импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции при обнаружении воздушной цели - носителя станций радиотехнической разведки и активных помех
RU2694891C1 (ru) Способ функционирования импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции истребителя при обеспечении энергетической скрытности её работы на излучение
RU2697257C1 (ru) Способ функционирования радиолокационной системы при измерении скорости полёта беспилотного летательного аппарата малого класса типа мультикоптер и дальности до него
KR101705532B1 (ko) 주파수 변조 레이더 및 그것의 제어방법
US4023171A (en) Microwave velocity sensor using altimeter echo
RU2608551C1 (ru) Способ функционирования импульсно-доплеровской бортовой радиолокационной станции при обнаружении воздушной цели - носителя станции радиотехнической разведки
US11914021B2 (en) Velocity measurement device, velocity measurement program, recording medium, and velocity measurement method
Scotti et al. Photonics-based dual-band radar demonstration for maritime traffic detection
RU152358U1 (ru) Бортовая радиолокационная станция
KR101634455B1 (ko) 선형 주파수 변조 신호와 잡음 신호를 이용한 레이더 및 이의 제어 방법
Zhou et al. A shoe to shoe RF ranging sensor for aiding inertial navigation
JPWO2018225250A1 (ja) レーダ装置
RU2535487C1 (ru) Способ измерения радиальной скорости объекта (варианты)

Legal Events

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

Effective date: 20201107