RU2711736C1 - Method of measuring elevation angle of radar targets by a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement - Google Patents
Method of measuring elevation angle of radar targets by a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711736C1 RU2711736C1 RU2019114733A RU2019114733A RU2711736C1 RU 2711736 C1 RU2711736 C1 RU 2711736C1 RU 2019114733 A RU2019114733 A RU 2019114733A RU 2019114733 A RU2019114733 A RU 2019114733A RU 2711736 C1 RU2711736 C1 RU 2711736C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna array
- radar
- azimuthal
- angle
- elevation angle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях.The invention relates to radar and can be used in radar stations.
В настоящее время большое распространение получают радиолокационные станции (РЛС) с плоской фазированной антенной решеткой (ФАР). РЛС с плоской фазированной антенной решеткой с двумерным движением луча (определяется дальность, азимутальное направление и высота цели) позволяют осуществлять быстрый обзор пространства, адаптацию к конкретной радио обстановке, обеспечение электромагнитной совместимости и т.д. Однако большое число, прежде всего управляющих устройств (фазовращателей, управляемых аттенюаторов, блоков управления и питания), приводит к значительному увеличению стоимости антенной решетки. Существенно меньшую стоимость имеет плоская фазированная антенная решетка с одномерным движением луча (по азимуту), позволяющая определять только азимутальное направление и дальность до цели. Плоская фазированная антенная решетка с одномерным движением луча представляет собой систему столбцов (либо группы столбцов) излучателей, каждый из которых присоединен к управляющему устройству. Следовательно, для такой ФАР необходимы управляющие устройства не для каждого отдельного излучателя, а для столбцов излучателей. Таким образом, плоская фазированная антенная решетка с одномерным движением луча имеет значительно меньшую стоимость. Так как в плоских ФАР предельные значения угла сканирования составляют величины порядка 60-70° (Справочник по радиолокации, редактор М. Сколник пер. с английского, изд. «Советское Радио» М. 1977 т. 2, стр. 135.), то для получения кругового обзора часто используют механическое вращение антенной решетки при этом угол сканирования уменьшают. Для такой антенной решетки, использующей механическое вращение, особую важность приобретает вес и габариты антенны с входящими устройствами. Сравнительно небольшой вес и габариты в этом случае можно получить, используя антенную решетку с одномерным движением луча. Это все обеспечивает широкое применение плоских фазированной антенных решеток с одномерным движением луча.At present, radar stations (RLS) with a flat phased array antenna (PAR) are widely used. Radars with a flat phased antenna array with two-dimensional movement of the beam (range, azimuthal direction and height of the target are determined) allow for a quick overview of the space, adaptation to a specific radio environment, ensuring electromagnetic compatibility, etc. However, a large number, primarily of control devices (phase shifters, controlled attenuators, control and power units), leads to a significant increase in the cost of the antenna array. Significantly lower cost is a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement (in azimuth), which allows you to determine only the azimuthal direction and range to the target. A flat phased antenna array with one-dimensional beam movement is a system of columns (or groups of columns) of emitters, each of which is connected to a control device. Therefore, for such a headlamp, control devices are necessary not for each individual emitter, but for columns of emitters. Thus, a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement has a significantly lower cost. Since in flat headlamps the limiting values of the scanning angle are of the order of 60-70 ° (Radar Reference, editor M. Skolnik lane with English, Sovetskoe Radio Publishing House M. 1977, vol. 2, p. 135.), then To obtain a circular view, mechanical rotation of the antenna array is often used, while the scanning angle is reduced. For such an antenna array using mechanical rotation, the weight and dimensions of the antenna with incoming devices are of particular importance. A relatively small weight and dimensions in this case can be obtained using an antenna array with one-dimensional beam movement. All this provides widespread use of flat phased antenna arrays with one-dimensional beam movement.
При разработке радиолокационной станции (РЛС), в том числе и с плоской фазированной антенной решеткой, возникает задача создания РЛС, способной определять не только азимут и дальность, но и высоту радиолокационных целей, хотя бы грубо. Это позволило бы за счет целеуказания высотомеру существенно сократить сектор поиска цели по углу места и, соответственно, увеличить производительность и зону измерения высоты системой дальномер-высотомер.When developing a radar station (including a radar), including with a flat phased antenna array, the problem arises of creating a radar capable of determining not only the azimuth and range, but also the height of the radar targets, at least roughly. This would allow due to the designation of the altimeter to significantly reduce the search sector for the target by elevation and, accordingly, increase the productivity and the height measurement zone by the rangefinder-altimeter system.
Существуют различные способы определения высоты за счет сканирования диаграммы направленности в угломестной плоскости (способы электронного сканирования, фазовый и проч.), которые могут быть реализованы для плоских фазированных антенных решеток.There are various methods for determining the height by scanning the radiation pattern in the elevation plane (electronic scanning methods, phase, etc.), which can be implemented for flat phased antenna arrays.
Рассмотрим некоторые из этих способов.Consider some of these methods.
Широкое распространение получил метод электронного сканирования, в котором используется остронаправленная в вертикальной плоскости антенна. Такая антенна имеет большой эффективный раскрыв антенны (большое количество строк). Так высотомер в РЛС 55Ж6 имеет 16 строк, с помощью которых осуществляет последовательное электронное сканирование в угломестной плоскости. (Зачепицкий А.А. Путь к трем координатам, журнал ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКАЯ ОБОРОНА, вып. 4, 2007 г.) Таким образом, для получения узкой в вертикальной плоскости диаграммы направленности такая антенна должна обязательно иметь большое количество вертикально расположенных строк, с помощью которых создается узкая в вертикальной плоскости диаграмма направленности. Кроме того, для получения сканирования диаграммы направленности в вертикальной плоскости необходимо изменять амплитудно-фазовое или фазовое распределение вертикально расположенных строк.Widespread electronic scanning method, which uses a highly directional antenna in the vertical plane. Such an antenna has a large effective opening of the antenna (a large number of lines). So the altimeter in the 55Zh6 radar has 16 lines, with the help of which it carries out sequential electronic scanning in the elevation plane. (Zachepitsky A. A. The path to three coordinates, the journal AIR-SPACE DEFENSE,
Известен еще способ измерения углов места - метод парциальных диаграмм. Сущность этого метода заключается в том, что диаграмма направленности антенны на передачу имеет косекансную форму, а на прием антенна РЛС имеет диаграмму направленности в виде нескольких узких лепестков, расходящихся веером в угломестной плоскости. При этом каждому лепестку соответствует отдельный приемный канал. Данный метод используется в РЛС 22Ж6 (Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск учебник под общей редакцией В.Н. Тяпкина г. Красноярск 2011 т стр. 129). Метод парциальных диаграмм позволяет достаточно точно определять угол места (высоту). Однако для получения диаграммы направленности в виде нескольких узких лепестков, расходящихся веером в угломестной плоскости антенна должна обязательно иметь большое количество вертикально расположенных строк (излучателей), с помощью которых создается диаграмма направленности с набором из нескольких узких лепестков в вертикальной плоскости. Так в РЛС 22Ж6 используется эквидистантная 55-элементная рупорная линейная решетка излучателей (Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск учебник под общей редакцией В.Н. Тяпкина г. Красноярск 2011 т стр. 142).There is also a known method for measuring elevation angles — the partial diagram method. The essence of this method is that the antenna pattern for transmission has a cosecant shape, and for reception, the radar antenna has a pattern in the form of several narrow petals that diverge in a fan in the elevation plane. In this case, each lobe corresponds to a separate receiving channel. This method is used in radar 22ZH6 (Fundamentals of the construction of radar stations of the radio technical forces textbook edited by V.N. Tyapkin, Krasnoyarsk, 2011, p. 129). The method of partial diagrams allows you to accurately determine the elevation angle (height). However, to obtain a radiation pattern in the form of several narrow petals, diverging in a fan in the elevation plane, the antenna must necessarily have a large number of vertically arranged rows (emitters), with the help of which a radiation pattern is created with a set of several narrow petals in the vertical plane. So in the radar 22ZH6, an equidistant 55-element horn linear array of emitters is used (Fundamentals of the construction of radar stations of radio engineering troops textbook edited by V.N. Tyapkin, Krasnoyarsk, 2011, p. 142).
Другим способом измерения угла места, выбранным в качестве прототипа в связи со сходством выполняемой технической задачи является способ измерения угла места радиолокационных целей радиолокационной станцией метрового диапазона с антенной решеткой, состоящей из двух подрешеток с разнесенными по высоте фазовыми центрами, основанный на измерении отношения амплитуд сигналов в подрешетках антенны, по которому с учетом известной формы диаграмм направленности подрешеток определяют набор возможных значений углов места цели, причем измерение отношения амплитуд сигналов и определение наборов возможных значений углов места производят на нескольких частотах, сравнивают полученные на разных частотах значения и принимают за истинное совпадающее на всех частотах значение угла места (пат. №2317566, МПК G01S 13/06, опубликовано 20.02.2008).Another way to measure the elevation angle, chosen as a prototype in connection with the similarity of the technical task being performed, is to measure the elevation angle of radar targets in a meter range radar with an antenna array consisting of two sublattices with phase centers spaced apart in height, based on measuring the ratio of signal amplitudes in antenna sublattices, according to which, taking into account the known shape of the radiation patterns of the sublattices, a set of possible values of the target elevation angles is determined, moreover, The ratio of signal amplitudes and the determination of sets of possible elevation angles are made at several frequencies, the values obtained at different frequencies are compared and taken as the true elevation angle (pat. No. 2317566, IPC
Технический результат предлагаемого изобретения - измерение угла места радиолокационных целей радиолокационной станцией с плоской фазированной антенной решеткой с фазовым сканированием, с одномерным движением луча и имеющей механическое вращение.The technical result of the invention is the measurement of the elevation angle of radar targets by a radar station with a flat phased antenna array with phase scanning, with one-dimensional beam movement and having mechanical rotation.
Указанный технический результат достигается тем, что в радиолокационной станции с плоской фазированной антенной решеткой с фазовым сканированием, с одномерным движением луча в горизонтальной плоскости и имеющей механическое вращение, определяющей за счет механического вращения истинное азимутальное положение цели, потом при механическом повороте полотна антенной решетки на некоторый угол от истинного азимутального положения цели, определяют направление на цель за счет электронного сканирования, затем по разности в азимутальной плоскости между углом, полученным за счет механического поворота полотна антенной решетки и углом, полученным при электронном сканировании и по известной форме азимутальной диаграммы направленности, определяется значение угла места.The specified technical result is achieved in that in a radar station with a flat phased antenna array with phase scanning, with one-dimensional beam movement in the horizontal plane and having mechanical rotation, which determines the true azimuthal position of the target due to mechanical rotation, then when the antenna array is mechanically rotated by some angle from the true azimuthal position of the target, determine the direction to the target due to electronic scanning, then by the difference in the azimuthal plane -plane between the angle obtained by mechanically turning blade array and an angle obtained by electronic scanning, and the known form of the azimuthal radiation pattern, defined by the value of the elevation angle.
В предложенном способе имеются существенные отличия от рассмотренных выше способов определения угла места.In the proposed method, there are significant differences from the above methods for determining the elevation angle.
Во всех известных способах определения угла места необходимо несколько, (как минимум две, при использовании гониометрического способа или способе измерения угла места, выбранным в качестве прототипа) разнесенных по высоте (вертикально) систем излучателей (строк с несколькими излучателями). Кроме того, определение угла места производят либо сканированием диаграммы направленности в вертикальной плоскости, либо получением диаграммы направленности в виде нескольких узких лепестков, расходящихся веером в вертикальной плоскости, либо измерением отношения амплитуд сигналов в подрешетках антенны, имеющие различные формы диаграмм направленности в вертикальной плоскости.In all known methods for determining the elevation angle, several are needed (at least two, using the goniometric method or the elevation measurement method selected as a prototype) of emitter systems (rows with several emitters) spaced apart in height (vertically). In addition, the determination of the elevation angle is carried out either by scanning the radiation pattern in the vertical plane, or by obtaining a radiation pattern in the form of several narrow petals that diverge in a fan in the vertical plane, or by measuring the ratio of the amplitudes of the signals in the antenna sublattices having various forms of radiation patterns in the vertical plane.
В предложенном способе для определения угла места может использоваться одна строка излучателей, образующую плоскую фазированную антенную решетку с фазовым сканированием, с одномерным движением луча в горизонтальной плоскости, а определение угла места производят сканированием диаграммы направленности в горизонтальной плоскости.In the proposed method for determining the elevation angle, one line of emitters can be used, forming a flat phased antenna array with phase scanning with one-dimensional beam movement in the horizontal plane, and the determination of the elevation angle is carried out by scanning the radiation pattern in the horizontal plane.
Таким образом, во всех рассмотренных известных способах измерения угла места радиолокационных целей используется антенны с несколькими вертикально расположенными горизонтальными строками (в методе электронного сканирования, в котором используется остронаправленная в вертикальной плоскости антенна, кроме того, необходимо большое количество вертикально расположенных горизонтальных строк), либо несколько независимых разнесенных по вертикали антенн.Thus, in all considered known methods for measuring the elevation angle of radar targets, antennas with several vertically arranged horizontal lines are used (in the electronic scanning method, which uses an antenna that is highly directional in the vertical plane, in addition, a large number of vertically arranged horizontal lines are necessary), or several independent vertically spaced antennas.
Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».This allows us to conclude that the claimed invention meets the patentability criterion of "inventive step".
Сущность изобретения будет более понятна из приведенного описания и прилагаемых к нему графических материалов.The invention will be more clear from the above description and the accompanying graphic materials.
На фиг. 1 показана диаграмма направленности (поперечное сечение), главный луч которой в азимутальной плоскости находится в «нулевом» положении, т.е. положение, при котором главный луч диаграммы направленности имеет одно и то же азимутальное направление при любом угле местаIn FIG. 1 shows a radiation pattern (cross section), the main beam of which in the azimuthal plane is in the "zero" position, i.e. the position at which the main beam of the radiation pattern has the same azimuthal direction at any elevation angle
На фиг. 2 показана диаграмма направленности (поперечное сечение), главный луч которой в азимутальной плоскости находится в отклоненном от «нулевого» на - 24 градуса положении (угол места равен 0 градусов).In FIG. Figure 2 shows the radiation pattern (cross section), the main beam of which in the azimuthal plane is in a position deviated from the “zero” by -24 degrees (elevation angle is 0 degrees).
На фиг. 3 приведена таблица 1, в которой показана величина фазового сдвига СВЧ сигналов, приходящих от излучателей плоской фазированной антенной решеткой с фазовым сканированием, с одномерным движением луча в горизонтальной плоскости, при котором главный луч в азимутальной плоскости находится в отклоненном от «нулевого» на -24 градуса положении (угол места равен 0 градусов).In FIG. Figure 3 shows Table 1, which shows the phase shift value of microwave signals coming from emitters with a flat phased antenna array with phase scanning, with one-dimensional beam movement in the horizontal plane, in which the main beam in the azimuthal plane is deviated from “zero” by -24 degrees position (elevation angle is 0 degrees).
На фиг. 4 приведена таблица 2,, в которой показана величина фазового сдвига СВЧ сигналов, приходящих от излучателей плоской фазированной антенной решеткой с фазовым сканированием, с одномерным движением луча в горизонтальной плоскости, при котором главный луч в азимутальной плоскости находится в отклоненном от «нулевого» на -24 градуса положении (угол места равен 35 градусов).In FIG. 4 shows table 2, which shows the phase shift of the microwave signals coming from the emitters with a flat phased antenna array with phase scanning, with one-dimensional beam movement in the horizontal plane, in which the main beam in the azimuthal plane is deviated from "zero" by - 24 degrees position (elevation angle is 35 degrees).
На фиг. 5 показаны диаграммы направленности при отклонении главного луча на с помощью электронного сканирования на -24 градуса:In FIG. 5 shows radiation patterns when the main beam is deflected by using electronic scanning at -24 degrees:
1 - диаграмма направленности при угле места равном 0 градусов;1 - radiation pattern at an elevation angle of 0 degrees;
2 - диаграмма направленности при угле места равном 35 градусов.2 - radiation pattern at an elevation angle of 35 degrees.
Определение высоты радиолокационных целей происходит следующим образом, сначала определяется истинное азимутальное положение цели. Для этого главный луч диаграммы направленности направлен на цель (угол φ0) и в азимутальной плоскости находится в «нулевом» положении, т.е. положение, при котором главный луч диаграммы направленности имеет одно и то же азимутальное направление при любом угле места (см. Фиг. 1). Затем антенная решетка механически поворачивается в азимутальном направлении на угол φ1 относительно направления на цель (угол φ0). С помощью электронного сканирования диаграммы направленности в азимутальной плоскости определяется азимутальное положение цели (φ2), причем угол φ2 не равен углу φ1. По известной азимутальной диаграмме направленности (см. Фиг. 2, 5) (повернутой с помощью электронного сканирования в азимутальной плоскости) и разности углов между истинным азимутальным положением цели φ1 и полученным при электронном сканировании (φ2) определяется угломестное положение цели (см. Фиг. 5).The determination of the height of radar targets is as follows, first the true azimuthal position of the target is determined. For this, the main beam of the radiation pattern is directed at the target (angle φ 0 ) and in the azimuthal plane is in the “zero” position, i.e. the position at which the main beam of the radiation pattern has the same azimuthal direction at any elevation angle (see Fig. 1). Then the antenna array is mechanically rotated in the azimuthal direction by an angle φ 1 relative to the direction to the target (angle φ 0 ). Using electronic scanning of the radiation pattern in the azimuthal plane, the azimuthal position of the target (φ 2 ) is determined, and the angle φ 2 is not equal to the angle φ 1 . From the known azimuthal radiation pattern (see Fig. 2, 5) (rotated by electronic scanning in the azimuthal plane) and the angle difference between the true azimuthal position of the target φ 1 and that obtained by electronic scanning (φ 2 ), the elevation position of the target is determined (see Fig. 5).
Поясним принцип определения высоты радиолокационных целей.Let us explain the principle of determining the height of radar targets.
Для получения диаграммы направленности (в данном случае, в азимутальной плоскости) необходимо создать определенное амплитудное и фазовое распределение на излучателях антенной решетки. При синфазном (одинаковая фаза для всех излучателей) фазовом распределении главный луч диаграммы направленности имеет одно и то же азимутальное направление при любом угле места, так как СВЧ сигналы от излучателей складываются синфазно (одной и той же фазой), и это направление перпендикулярно плоскости антенны. При фазовом сканировании (наиболее распространенном) необходимо, чтобы СВЧ сигналы от излучателей складывались с разными строго определенными фазами (Антенны и устройства СВЧ - проектирование фазированных антенных решеток: Учеб. Пособие для ВУЗов, B.C. Филиппов, Л.И. Пономарев, А.Ю. Гринев и др. Под ред. Д.И. Воскресенского, 2-е изд. М., Радио и связь, 1994 стр. 23). Так для изменения азимутального направления главного луча диаграммы направленности необходимо изменить фазовое распределение с синфазного на распределение, при котором на каждом излучателе своя, отличная от других и зависящая от азимутального направления главного луча. Так при азимутальном направлении главного луча диаграммы направленности на -24 градусов (при угле места равном 0) относительно «нулевого» азимутального направления положения распределение значений фаз представлены в таблице 1 (Фиг. 3). Однако при значении угла места прихода СВЧ сигнала отличного от 0° (волновой фронт не перпендикулярен плоскости, в которой расположены излучатели), фазовое распределение меняется. Так при азимутальном направлении главного луча диаграммы направленности на -24 градусов и при угле места 35 градусов фазовое распределение представлено в таблице 2 (Фиг. 4). Как видно из таблиц 1 и 2 фазовое распределение при угле места 35 градусов отличается от фазового распределения при угле места 0 градусов. Следовательно, и положение главного луча диаграммы направленности в азимутальном направлении при угле места 35 градусов будет другим, отличным от - 24 градусов (положение главного луча диаграммы направленности в азимутальном направлении при угле места 0 градусов) (см. Фиг. 2).To obtain a radiation pattern (in this case, in the azimuthal plane), it is necessary to create a certain amplitude and phase distribution on the emitters of the antenna array. With a common-phase (same phase for all radiators) phase distribution, the main beam of the radiation pattern has the same azimuthal direction at any elevation angle, since the microwave signals from the radiators are added in-phase (with the same phase), and this direction is perpendicular to the antenna plane. During phase scanning (the most common), it is necessary that microwave signals from emitters add up with different strictly defined phases (Antennas and microwave devices - design of phased antenna arrays: Textbook. Manual for universities, BC Filippov, LI Ponomarev, A.Yu. Grinev et al. Edited by D.I. Voskresensky, 2nd ed. M., Radio and Communications, 1994, p. 23). So, to change the azimuthal direction of the main beam, it is necessary to change the phase distribution from in-phase to the distribution in which each emitter has its own, different from the others and depending on the azimuthal direction of the main beam. So, with the azimuthal direction of the main beam of the radiation pattern at -24 degrees (with an elevation angle of 0) relative to the "zero" azimuthal direction, the distribution of phase values is presented in Table 1 (Fig. 3). However, when the angle of elevation of the microwave signal is different from 0 ° (the wavefront is not perpendicular to the plane in which the emitters are located), the phase distribution changes. So with the azimuthal direction of the main beam of the radiation pattern at -24 degrees and with an elevation angle of 35 degrees, the phase distribution is presented in table 2 (Fig. 4). As can be seen from tables 1 and 2, the phase distribution at an elevation angle of 35 degrees differs from the phase distribution at an elevation angle of 0 degrees. Therefore, the position of the main beam in the azimuthal direction at an elevation angle of 35 degrees will be different from -24 degrees (the position of the main beam in the azimuthal direction at an elevation angle of 0 degrees) (see Fig. 2).
Таким образом, известно:Thus, it is known:
- истинное азимутальное положение цели (φ1), полученное при «нулевом» положении главного луча диаграммы направленности, (с учетом механического поворота антенной решетки в азимутальном направлении на угол φ1 относительно направления на цель (φ0));- the true azimuthal position of the target (φ 1 ) obtained with the "zero" position of the main beam of the radiation pattern (taking into account the mechanical rotation of the antenna array in the azimuthal direction at an angle φ 1 relative to the direction to the target (φ 0 ));
- азимутальное положение цели, полученное при помощи электронного сканирования (φ2).- azimuthal position of the target obtained by electronic scanning (φ 2 ).
Соответственно определена и разница углов (φ2 - φ2).Correspondingly, the difference in angles (φ 2 - φ 2 ) is also determined.
При этом, как видно из рисунка (см. фиг. 5) угол электронного сканирования (φ2) (угол поворота главного луча диаграммы направленности при угле места 0 градусов) равен 24 градуса и отличается от истинного азимутального положения цели (φ1) на 6 градусов. Следовательно, с учетом разности углов между истинным азимутальным положением цели φ1 и полученным при электронном сканировании φ2 по известной форме азимутальной диаграммы направленности можно определить значение угломестное положение цели, которое в данном случае, составляет 35 градусов.Moreover, as can be seen from the figure (see Fig. 5), the angle of electronic scanning (φ 2 ) (the angle of rotation of the main beam of the radiation pattern at an elevation angle of 0 degrees) is 24 degrees and differs from the true azimuthal position of the target (φ 1 ) by 6 degrees. Therefore, taking into account the difference in angles between the true azimuthal position of the target φ 1 and obtained by electron scanning φ 2 using the known shape of the azimuthal radiation pattern, you can determine the value of the elevation position of the target, which in this case is 35 degrees.
Это свойство и позволяет определять угол места радиолокационных целей радиолокационной станцией с плоской фазированной антенной решеткой с электронным сканированием, с одномерным движением луча и имеющей механическое вращение.This property makes it possible to determine the elevation angle of radar targets by a radar station with a flat phased antenna array with electronic scanning, with one-dimensional beam movement and having mechanical rotation.
Кроме того, зависимость азимутального направления главного луча диаграммы направленности от угла места необходимо учитывать при определении азимутального положения цели с использованием электронного сканирования в РЛС плоской фазированной антенной решеткой с одномерным движением луча.In addition, the dependence of the azimuthal direction of the main beam of the radiation pattern on the elevation angle must be taken into account when determining the azimuthal position of the target using electronic scanning in a radar with a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement.
Использование данного изобретения позволяет создать РЛС с плоской фазированной антенной решеткой с электронным сканированием, с одномерным движением луча и имеющей механическое вращение, способную определять высоту радиолокационных целей. При использовании данных измерения угла места, полученных от такой РЛС, для целеуказания высотомеру возникает значительный энергетический выигрыш. Он обусловлен тем, что отпадает необходимость рассеивать энергию высотомера на поиск цели в полном диапазоне возможных углов места. Эту энергию можно использовать для увеличения времени наблюдения цели в районе целеуказания, что дает выигрыш по дальности обнаружения и измерения траекторных параметров в системе, состоящей из РЛС с плоской фазированной антенной решеткой с электронным сканированием, с одномерным движением луча и высотомера.The use of this invention allows to create a radar with a flat phased antenna array with electronic scanning, with one-dimensional movement of the beam and having mechanical rotation capable of determining the height of radar targets. When using elevation measurement data obtained from such a radar, a significant energy gain arises for target designation of the altimeter. It is due to the fact that there is no need to dissipate the energy of the altimeter to search for a target in the full range of possible elevation angles. This energy can be used to increase the time of observation of the target in the area of target designation, which gives a gain in the range of detection and measurement of trajectory parameters in a system consisting of a radar with a flat phased antenna array with electronic scanning, with one-dimensional movement of the beam and altimeter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019114733A RU2711736C1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | Method of measuring elevation angle of radar targets by a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019114733A RU2711736C1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | Method of measuring elevation angle of radar targets by a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2711736C1 true RU2711736C1 (en) | 2020-01-21 |
Family
ID=69184043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019114733A RU2711736C1 (en) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | Method of measuring elevation angle of radar targets by a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2711736C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2808693C1 (en) * | 2023-04-25 | 2023-12-01 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for controlling width of extended beams of phased array antenna |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5053784A (en) * | 1989-06-14 | 1991-10-01 | Vaisala Oy | Apparatus and method for measuring the azimuth and elevation of an object |
| US5557282A (en) * | 1988-10-11 | 1996-09-17 | Itt Corporation | Height finding antenna apparatus and method of operation |
| CA2195925A1 (en) * | 1997-01-24 | 1998-07-24 | Peter R. Moosbrugger | Fmcw radar with angular position detection |
| RU2317566C1 (en) * | 2006-06-27 | 2008-02-20 | ОАО "Конструкторское бюро "Лианозовские радары" | Mode of measuring of angular attitude of radar targets with a two-coordinate radar of meter range |
| US8466829B1 (en) * | 2009-09-14 | 2013-06-18 | Lockheed Martin Corporation | Super-angular and range-resolution with phased array antenna and multifrequency dither |
| CN104237844A (en) * | 2014-09-15 | 2014-12-24 | 西安电子科技大学 | Distributed meter wave planar array radar azimuth angle measuring method based on phase compensation |
| RU2582084C1 (en) * | 2015-02-19 | 2016-04-20 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Method for radar scanning of space and radar station therefor |
| RU2642453C1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-01-25 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Radar scanning method |
| RU2674007C1 (en) * | 2017-12-11 | 2018-12-04 | Андрей Викторович Быков | Located at big elevation angles radar targets elevation angle measuring method |
-
2019
- 2019-05-13 RU RU2019114733A patent/RU2711736C1/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5557282A (en) * | 1988-10-11 | 1996-09-17 | Itt Corporation | Height finding antenna apparatus and method of operation |
| US5053784A (en) * | 1989-06-14 | 1991-10-01 | Vaisala Oy | Apparatus and method for measuring the azimuth and elevation of an object |
| CA2195925A1 (en) * | 1997-01-24 | 1998-07-24 | Peter R. Moosbrugger | Fmcw radar with angular position detection |
| RU2317566C1 (en) * | 2006-06-27 | 2008-02-20 | ОАО "Конструкторское бюро "Лианозовские радары" | Mode of measuring of angular attitude of radar targets with a two-coordinate radar of meter range |
| US8466829B1 (en) * | 2009-09-14 | 2013-06-18 | Lockheed Martin Corporation | Super-angular and range-resolution with phased array antenna and multifrequency dither |
| CN104237844A (en) * | 2014-09-15 | 2014-12-24 | 西安电子科技大学 | Distributed meter wave planar array radar azimuth angle measuring method based on phase compensation |
| RU2582084C1 (en) * | 2015-02-19 | 2016-04-20 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Method for radar scanning of space and radar station therefor |
| RU2642453C1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-01-25 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") | Radar scanning method |
| RU2674007C1 (en) * | 2017-12-11 | 2018-12-04 | Андрей Викторович Быков | Located at big elevation angles radar targets elevation angle measuring method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2808693C1 (en) * | 2023-04-25 | 2023-12-01 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Method for controlling width of extended beams of phased array antenna |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3352299B1 (en) | Wideband beam broadening for phased array antenna systems | |
| US10761184B2 (en) | Polarimetric phased array radar system and method for operating thereof | |
| US2419205A (en) | Directive antenna system | |
| Tolkachev et al. | A megawatt power millimeter-wave phased-array radar | |
| JP6546003B2 (en) | Radar system and radar signal processing method | |
| US20080122683A1 (en) | Monopulse antenna tracking and direction finding of multiple sources | |
| JP6710701B2 (en) | Sequential multi-beam radar for maximum likelihood tracking and fence search | |
| US11496141B2 (en) | Radar system and related method of scanning remote objects | |
| US20190339385A1 (en) | Weather radar apparatus | |
| CN116365239A (en) | Effective radiation power regulation and control method based on beam control | |
| RU2674007C1 (en) | Located at big elevation angles radar targets elevation angle measuring method | |
| RU2711736C1 (en) | Method of measuring elevation angle of radar targets by a flat phased antenna array with one-dimensional beam movement | |
| RU2716262C1 (en) | Method of measuring elevation angle of radar targets by cylindrical phased antenna array | |
| Muppala et al. | Dynamic dual-reflector antennas for high-resolution real-time SAR imaging | |
| US3836929A (en) | Low angle radio direction finding | |
| RU2680732C1 (en) | Method of forming differential direction diagrams in antennas of circular electronic scanning | |
| RU2713159C1 (en) | Method of forming circular area of electronic scanning of cylindrical phased antenna array with increased rate of view | |
| RU2662506C1 (en) | "antenna-fairing" system | |
| RU2406193C1 (en) | Fixed quasiconformal phased array with hemispherical working zone | |
| RU2680729C1 (en) | Method of forming direction finding radiation patterns in a circular electronic scanning antenna | |
| Shejbal et al. | Active antenna array concepts for precision approach radar | |
| RU2389111C1 (en) | Stationary antenna for radiolocator of circular scan and tracking | |
| Naik et al. | Studies on Difference patterns from Cosecant patterns | |
| RU2183891C2 (en) | Shaping method and device for small-size phased- array radar antenna with width-controlled directivity pattern | |
| KUWAHARA et al. | An X-band phased array antenna with a large elliptical aperture |