RU2760828C1 - Radar location method for detecting unmanned aerial vehicles - Google Patents

Radar location method for detecting unmanned aerial vehicles Download PDF

Info

Publication number
RU2760828C1
RU2760828C1 RU2021108462A RU2021108462A RU2760828C1 RU 2760828 C1 RU2760828 C1 RU 2760828C1 RU 2021108462 A RU2021108462 A RU 2021108462A RU 2021108462 A RU2021108462 A RU 2021108462A RU 2760828 C1 RU2760828 C1 RU 2760828C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
detection
unmanned aerial
detected
antenna
Prior art date
Application number
RU2021108462A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Васильевич Вицукаев
Дмитрий Геннадьевич Митрофанов
Геннадий Владимирович Кауфман
Оксана Борисовна Сотникова
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
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 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова"
Priority to RU2021108462A priority Critical patent/RU2760828C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760828C1 publication Critical patent/RU2760828C1/en

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
    • G01S13/50—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
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Landscapes

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

Abstract

FIELD: radar detection.SUBSTANCE: invention relates to methods for radar detection of airborne objects (AO), and in particular - to methods for detecting unmanned aerial vehicles (UAVs) with low radar signature. To achieve the effect, it is proposed to use an auxiliary detection UAV (DUAV) with a passive radar in conjunction with a radar station (radar). This DUAV is proposed to be launched in advance in the direction of the expected appearance of UAVs of interest and to synchronize the angular direction of radiation of the radar sounding signals with the angular direction of reception of the reflected signals by the DUAV antenna. The DUAV needs radio communication with the main radar for two-way information transmission. The DUAV antenna turns on the commands of the control system located on the radar. In the intervals between the control signals of the radar from the DUAV, it is proposed to transmit signals with the coordinates detected by the AO within the radar detection zone. The reflected signals are also received by the radar antenna. The range and azimuth of each detected AO are determined by traditional methods. The coordinates of the air objects detected by the DUAV and the radar are compared. If the coordinates of the AO detected by the radar and the DUAV coincide or differ by no more than the value of the identification strobe, then a decision is made that this is a typical AO. If the coordinates of the AO detected by the DUAV do not coincide with the coordinates of the objects detected by the radar, then a decision is made that the detected DUAV AO is an unmanned aerial vehicle, that is, an aircraft with low radar signature.EFFECT: development and improvement of the known method for UAV detection, providing higher detection characteristics under conditions of attenuation of electromagnetic waves in the atmosphere at large distances to air objects.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к методам радиолокационного обнаружения воздушных объектов (ВО), и в частности - к методам обнаружения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) с малой радиолокационной заметностью.The invention relates to methods for radar detection of airborne objects (AO), and in particular - to methods for detecting unmanned aerial vehicles (UAVs) with low radar signature.

Известен типовой способ обнаружения воздушных объектов, в том числе и БЛА, заключающийся в излучении в пространство с помощью активной радиолокационной станции (РЛС) импульсных зондирующих сигналов, отражении их от ВО, приеме отраженных сигналов антенной системой РЛС, фильтрации отраженных сигналов по частоте для выделения отражений от движущихся ВО на фоне отражений от неподвижных местных предметов, сравнении отфильтрованных отражений с порогом и в случае превышения установленного порога - принятии решения о том, что обнаружен движущийся ВО [1-3].A typical method for detecting airborne objects, including UAVs, is known, which consists in emitting pulsed sounding signals into space using an active radar station (radar), reflecting them from AO, receiving reflected signals by the radar antenna system, filtering reflected signals by frequency to isolate reflections from moving AO against the background of reflections from stationary local objects, comparing the filtered reflections with the threshold, and in case of exceeding the set threshold, making a decision that a moving AO is detected [1-3].

Данный способ используется в большинстве РЛС старого парка и обладает тем недостатком, что достоверное обнаружение возможно только в случае отражений электромагнитных волн (ЭМВ) от типовых объектов с эффективной площадью рассеяния (ЭПР) порядка единиц квадратных метров. В случае же отражения ЭМВ от БЛА, ЭПР которых может составлять от десятых до сотых или тысячных долей квадратного метра, мощности отраженных сигналов для превышения порога обнаружения не хватает, и обнаружение таких объектов невозможно.This method is used in most radars of the old park and has the disadvantage that reliable detection is possible only in the case of reflections of electromagnetic waves (EMW) from typical objects with an effective scattering area (ESR) of the order of a few square meters. In the case of EMV reflection from UAVs, the RCS of which can be from tenths to hundredths or thousandths of a square meter, the power of the reflected signals is not enough to exceed the detection threshold, and the detection of such objects is impossible.

Известен также способ обнаружения малозаметных ВО (в том числе и БЛА), предполагающий в отличие от описанного выше способа накопление отражений от ВО, полученных в разных периодах повторения импульсов РЛС [4].There is also known a method for detecting subtle AOs (including UAVs), which, in contrast to the method described above, accumulates reflections from AOs obtained at different radar pulse repetition periods [4].

Способ обнаружения воздушных объектов, в том числе и БЛА, заключается в повышении частоты повторения импульсов Fи (снижении величины периода повторения импульсов Ти) до такой величины, чтобы при заданной скорости вращения антенны РЛС, то есть при заданной скорости обзора воздушного пространства минимальное число импульсов Nи мин, принимаемых после отражения от ВО, было достаточным для обнаружения малозаметного ВО с заданной вероятностью. При выборе повышенной частоты повторения импульсов Fи используют выражение [4, с. 71-72, 89-90]The method for detecting airborne objects, including UAVs, consists in increasing the pulse repetition rate F and (reducing the value of the pulse repetition period T and ) to such a value that at a given speed of rotation of the radar antenna, that is, at a given speed of view of the airspace, the minimum number pulses N and min , received after reflection from the AO, was sufficient to detect a subtle AO with a given probability. When choosing an increased pulse repetition rate F and use the expression [4, p. 71-72, 89-90]

Figure 00000001
Figure 00000001

где Δβ и Δε - величины секторов обзора пространства по азимуту β и углу места ε; Тобз - период обзора пространства; Θβ0,5 и Θε0,5 - ширина диаграммы направленности антенны (ДНА) в азимутальной и угломестной плоскостях по уровню половинной мощности.where Δβ and Δε are the values of the sectors of the space survey in azimuth β and elevation ε; T obz - space survey period; Θ β0.5 and Θ ε0.5 - the width of the antenna directional pattern (BOT) in the azimuthal and elevation planes at the half power level.

Вполне очевидно, что в РЛС кругового обзора сканирования по углу места ε не производится, то есть Δε=Θε0,5, вследствие чего для выбора частоты повторения Fи можно использовать упрощенное выражениеIt is quite obvious that in the radar of a circular view, scanning in elevation ε is not performed, that is, Δε = Θ ε0.5 , as a result of which a simplified expression can be used to select the repetition rate F and

Figure 00000002
Figure 00000002

Согласно описываемому способу излучают в пространство с помощью РЛС импульсные зондирующие сигналы с повышенной частотой повторения импульсов Fи, принимают отраженные от ВО сигналы антенной системой РЛС, проводят фильтрацию отраженных сигналов по частоте для выделения отражений от движущихся ВО на фоне отражений от неподвижных местных предметов, когерентно суммируют Nи мин отраженных отфильтрованных сигналов, сравнивают результат суммирования с порогом и в случае превышения установленного порога принимают решение о том, что обнаружен движущийся ВО. Когерентное суммирование сигналов предполагает их сложение по амплитуде с учетом фазы. Отраженные от ВО сигналы в пределах интервала Тк когерентности (5 мс) синфазны, а шумы в каждый момент времени имеют случайную фазу. Поэтому результат суммирования полезных отраженных от ВО сигналов всегда превышает результат суммирования шумов, что приводит к улучшению характеристик обнаружения [1-4]. Когерентное суммирование (то есть, другими словами, накопление или сложение) отраженных сигналов позволяет при использовании данного способа превысить порог обнаружения даже в случае малой отражающей способности ВО. Некогерентное накопление отраженных сигналов предполагает сложение их только по амплитуде без учета фазы. На каждом отсчете дальности отраженные сигналы каждого периода повторения имеют определенную значащую амплитуду, а шумы вследствие случайного распределения имеют в каждом отсчете дальности то возрастающую, то убывающую амплитуду. Поэтому в отсчетах дальности с полезными отраженными сигналами сложение одноэлементных (принадлежащих одному и тому же элементу дальности) сигналов приводит в общем случае к большему результату, чем в отсчетах, содержащих только шумовые составляющие. Когерентное сложение более продуктивно, но ограничено по времени интервалом когерентности Тк. Некогерентное накопление может проводиться гораздо длительнее некогерентного и ограничено только влиянием радиальной скорости ВО, которая обуславливает изменение положения отраженного сигнала на оси дальности (времени).According to the described method, pulsed probing signals with an increased pulse repetition rate F are emitted into space using the radar , and the signals reflected from the AO are received by the antenna system of the radar, the reflected signals are filtered by frequency to isolate reflections from the moving AO against the background of reflections from stationary local objects, coherently N and min of the reflected filtered signals are summed, the summation result is compared with the threshold, and if the set threshold is exceeded, a decision is made that a moving AO is detected. Coherent summation of signals assumes their summation in amplitude, taking into account the phase. The signals reflected from the VO are in phase within the interval T to coherence (5 ms), and the noise at each moment of time has a random phase. Therefore, the result of the summation of the useful signals reflected from the AO always exceeds the result of the summation of the noise, which leads to an improvement in the detection characteristics [1-4]. Coherent summation (that is, in other words, accumulation or addition) of the reflected signals makes it possible, when using this method, to exceed the detection threshold even in the case of a low reflectivity of the AO. The incoherent accumulation of reflected signals presupposes their addition only in amplitude, without taking into account the phase. At each distance reading, the reflected signals of each repetition period have a certain significant amplitude, and the noise, due to the random distribution, has an increasing or decreasing amplitude in each distance reading. Therefore, in the range samples with useful reflected signals, the addition of single-element (belonging to the same range element) signals generally leads to a greater result than in samples containing only noise components. Coherent addition is more productive, but limited in time by the coherence interval T k . Incoherent accumulation can be carried out much longer than incoherent and is limited only by the influence of the AO radial velocity, which causes a change in the position of the reflected signal on the range (time) axis.

Указанный способ обнаружения лучше типового, но не позволяет эффективно обнаруживать малозаметные БЛА, поскольку отсутствует какой-либо метод или методика по установлению необходимого числа накапливаемых импульсов Nи мин в условиях непредсказуемого снижения радиолокационной заметности ВО (БЛА). К тому же в современных РЛС обнаружения число когерентно накапливаемых импульсов не превышает 100, чего может быть недостаточно для обнаружения малоотражающих малоразмерных БЛА.This detection method is better than the typical one, but it does not effectively detect subtle UAVs, since there is no method or technique for establishing the required number of accumulated pulses N and mines in conditions of an unpredictable decrease in the AO's radar signature (UAV). In addition, in modern detection radars, the number of coherently accumulated pulses does not exceed 100, which may not be enough to detect low-reflective small-sized UAVs.

Известен еще один способ обнаружения БЛА [4, с. 90], при котором когерентное накопление необходимого числа импульсов достигается не только увеличением частоты повторения Fи, но и снижением угловой скорости вращения антенны РЛС. Если знать или задать допустимое число импульсов, сложение энергии которых обеспечивает надежное обнаружение БЛА с вероятностью не ниже требуемой, то для числа nа оборотов антенны РЛС за одну минуту по азимуту, согласно [4, с. 90] для обеспечения требуемого результата накопления должно выполняться неравенствоThere is another known way to detect UAVs [4, p. 90], in which the coherent accumulation of the required number of pulses is achieved not only by increasing the repetition rate F and , but also by reducing the angular velocity of the radar antenna rotation. If you know or set the permissible number of pulses, the addition of the energy of which ensures reliable detection of the UAV with a probability not lower than the required one, then for the number n a of the radar antenna revolutions per minute in azimuth, according to [4, p. 90] to ensure the required result of accumulation, the inequality must be satisfied

Figure 00000003
Figure 00000003

Чем больше требуемое (необходимое) число Nи мин накапливаемых отраженных импульсов, тем ниже должна быть скорость вращения антенны. Поэтому способ обнаружения ВО (БЛА) предполагает снижение скорости обзора воздушного пространства за счет замедления скорости вращения антенны в секторах, где предполагается наличие слабоотражающих ВО, в том числе и БЛА. Если же таковые секторы не определены особенностями обстановки или наличием предполагаемых направлений появления БЛА, то скорость вращения уменьшается для всех азимутальных направлений, т.е. устанавливается низкой для полного кругового обзора. В этом случае сектор снижения угловой скорости вращения составляет 360°. Реально наиболее опасное направление появления БЛА является известным. Если таких направлений несколько, то обнаружение в таких секторах проводится одинаковым способом. В остальном же способ обнаружения придерживается традиционных принципов.The greater the required (required) number N and min of accumulated reflected pulses, the lower the antenna rotation speed should be. Therefore, the method for detecting AO (UAV) assumes a decrease in the speed of the airspace survey by slowing down the speed of rotation of the antenna in sectors where the presence of low-reflective AOs, including UAVs, is assumed. If such sectors are not determined by the peculiarities of the situation or the presence of the supposed directions of the appearance of the UAV, then the rotation speed decreases for all azimuthal directions, i.e. set low for full all-round visibility. In this case, the sector of decreasing the angular rotation speed is 360 °. In reality, the most dangerous direction of the emergence of UAVs is known. If there are several such directions, then detection in such sectors is carried out in the same way. Otherwise, the detection method adheres to traditional principles.

Таким образом, указанный способ обнаружения воздушных объектов, в том числе и БЛА, заключается в следующем. Умышленно одновременно снижают по величине два параметра РЛС, а именно уменьшают период повторения импульсов Ти и снижают скорость вращения ωβ антенны РЛС по азимуту β до такой величины, чтобы число импульсов Nи мин, суммируемых (когерентно или некогерентно) после отражения от ВО, было достаточным для обнаружения малозаметного БЛА с заданной вероятностью. Согласно этому способу традиционно в процессе замедленного вращения антенны по азимуту в секторе (секторах) предполагаемого появления БЛА излучают в пространство с помощью РЛС импульсные зондирующие сигналы (с повышенной частотой повторения импульсов Fи), принимают отраженные от ВО сигналы антенной системой РЛС, проводят фильтрацию отраженных сигналов по частоте для выделения отражений от движущихся ВО на фоне отражений от неподвижных местных предметов, суммируют Nи мин отраженных отфильтрованных сигналов, сравнивают результат суммирования с порогом и в случае превышения установленного порога принимают решение о том, что обнаружен движущийся ВО, который может быть в том числе и беспилотным летательным аппаратом.Thus, the specified method for detecting airborne objects, including UAVs, is as follows. Deliberately simultaneously reduce in magnitude two parameters of the radar, namely, reduce the pulse repetition period T and and reduce the rotation speed ω β of the radar antenna in azimuth β to such a value that the number of pulses N and min , summed up (coherently or incoherently) after reflection from the AO, was sufficient to detect an unobtrusive UAV with a given probability. According to this method, traditionally, in the process of slow rotation of the antenna in azimuth in the sector (sectors) of the alleged appearance of the UAV, pulsed sounding signals (with an increased pulse repetition rate F and ) are emitted into space using the radar, the signals reflected from the AO are received by the radar antenna system, and the reflected frequency signals to isolate reflections from the moving AO against the background of reflections from stationary local objects, sum up N and min of the reflected filtered signals, compare the summation result with the threshold, and if the set threshold is exceeded, a decision is made that a moving AO is including an unmanned aerial vehicle.

Следует подчеркнуть, что в современных активных (т.е. излучающих и принимающих сигналы) РЛС такой способ излучения сигналов достаточно часто применяется. Как пример можно привести РЛС кругового обзора типа 9С18М1, в которой периоды или темпы одного оборота антенны по азимуту вкруговую (полный обзор пространства) составляют 4,5 с, 6 с и 6-18 с при самом низком темпе [5]. Время облучения ВО может изменяться в данной РЛС от 0,02 до 0,053 с. Ширина ДНА по азимуту составляет 1,6°. Число импульсов, которые накапливаются некогерентно в соответствии с принципом работы РЛС 9С18М1, составляет от 16 до 84. Частота повторения импульсов может принимать значения 0,8 кГц или 1,6 кГц. Очевидно, что при обнаружении ВО типа БЛА целесообразно использовать самый низкий темп обзора с накоплением 84 импульсов. При низком темпе обзора время просмотра всего воздушного пространства существенно увеличивается, и обновление радиолокационной информации происходит редко, что негативно сказывается на результатах обнаружения БЛА. Общим недостатком всех перечисленных способов является то, что на больших дальностях мощности (энергии) отраженных и суммируемых импульсов вследствие затухания ЭМВ в атмосфере (даже при самых малых Ти и угловой скорости ωβ) может стать недостаточно для обнаружения слабоотражающих БЛА. Таким образом, описанный способ обнаружения малозаметных БЛА нуждается в совершенствовании.It should be emphasized that in modern active (i.e., emitting and receiving signals) radars, this method of signal emitting is often used. An example is the 9S18M1 type circular radar, in which the periods or rates of one rotation of the antenna in the azimuth of the circular (full view of space) are 4.5 s, 6 s and 6-18 s at the lowest rate [5]. The exposure time of the AO can vary in this radar from 0.02 to 0.053 s. The BPD width in azimuth is 1.6 °. The number of pulses that accumulate incoherently in accordance with the principle of operation of the 9S18M1 radar is from 16 to 84. The pulse repetition rate can be 0.8 kHz or 1.6 kHz. Obviously, when detecting a UAV-type AO, it is advisable to use the lowest survey rate with 84 impulses accumulation. At a low survey rate, the viewing time of the entire airspace increases significantly, and the radar information is rarely updated, which negatively affects the results of UAV detection. A common drawback of all these methods is that at greater distances power (energy) of the reflected pulses result and summed attenuation EME atmosphere (even at the lowest T and angular velocity ω β) may become insufficient to detect low reflection UAV. Thus, the described method for detecting low-signature UAVs needs to be improved.

Задачей изобретения является развитие и совершенствование известного способа обнаружения БЛА, обеспечивающие более высокие характеристики обнаружения в условиях затухания ЭМВ в атмосфере при больших дальностях.The objective of the invention is to develop and improve the known method for detecting UAVs, providing higher detection characteristics under conditions of attenuation of EME in the atmosphere at long ranges.

Для решения поставленной задачи предлагается совместно с активной РЛС использовать специальный вспомогательный БЛА обнаружения (БЛАО) с пассивным радиолокатором, настроенным на ту же длину волны (частоту), что и основная РЛС обнаружения (кругового обзора). Данный БЛАО предлагается заблаговременно запускать в направлении предполагаемого несанкционированного появления представляющих интерес беспилотных летательных аппаратов с малой ЭПР и синхронизировать угловое направление излучения зондирующих сигналов РЛС с угловым направлением приема отраженных сигналов антенной БЛАО. При этом БЛАО должен иметь постоянную устойчивую радиосвязь с основной РЛС и передавать на нее точные координаты своего местонахождения для того, чтобы отраженные от БЛАО сигналы не воспринимались как сигналы интересующих ВО, в том числе типа БЛА. Дальность нахождения (барражирования) БЛАО выбирается близкой к дальней границе зоны обнаружения воздушных объектов основной радиолокационной станцией. Например, если дальняя граница зоны обнаружения РЛС составляет 50 км, то БЛАО должен находиться и вести обнаружение на дальности порядка 48-49 км от РЛС, то есть иметь удаление от дальней границы обнаружения ВО, равное единицам километров. Это объясняется тем, что обнаружение ВО целесообразно проводить как можно раньше и на наибольшей дальности, а обнаружение ВО (БЛА) на дальности, превышающей дальнюю границу зоны обнаружения, не входит в задачи РЛС, то есть не востребовано функциями РЛС.To solve this problem, it is proposed to use, together with the active radar, a special auxiliary detection UAV (UAO) with a passive radar tuned to the same wavelength (frequency) as the main detection radar (all-round view). This UAO is proposed to be launched in advance in the direction of the alleged unauthorized appearance of unmanned aerial vehicles of interest with low RCS and to synchronize the angular direction of radiation of the radar sounding signals with the angular direction of reception of reflected signals by the UAO antenna. At the same time, the UAV must have constant stable radio communication with the main radar and transmit to it the exact coordinates of its location so that the signals reflected from the UAO are not perceived as signals of the AO of interest, including the type of UAV. The range of finding (loitering) of the UAV is selected close to the far border of the detection zone of air objects by the main radar station. For example, if the far boundary of the radar detection zone is 50 km, then the UAO must be located and detect at a range of about 48-49 km from the radar, that is, have a distance from the far boundary of the AO detection equal to several kilometers. This is due to the fact that it is advisable to detect AO as early as possible and at the greatest range, while AO (UAV) detection at a distance exceeding the far border of the detection zone is not part of the radar mission, that is, it is not required by the radar functions.

Система управления антенной радиолокатора БЛАО, находясь на РЛС, должна быть связана с бортовой системой поворота пассивной приемной антенны БЛАО устойчивой кодированной линией радиосвязи, передающей сигналы управления из РЛС на борт БЛАО. Если же антенна БЛАО представляет собой фазированную антенную решетку, то указанная связь должна быть организована между системой управления антенной радиолокатора БЛАО (расположенной на РЛС) и системой изменения углового положения основного луча диаграммы направленности фазированной антенной решетки БЛАО. В перерывах между управляющими сигналами РЛС с борта БЛАО предлагается передавать сигналы в обратном направлении с координатами обнаруженных ВО в пределах зоны обнаружения РЛС.The control system of the UAO radar antenna, being on the radar, must be connected to the onboard system of turning the passive receiving antenna of the UAO by a stable coded radio link transmitting control signals from the radar to the UAO board. If the UAO antenna is a phased antenna array, then this connection must be organized between the control system of the UAO radar antenna (located on the radar) and the system for changing the angular position of the main beam of the UAO phased antenna array. In the intervals between the control signals of the radar from the UAV, it is proposed to transmit signals in the opposite direction with the coordinates of the detected AO within the radar detection zone.

В азимутальном секторе, биссектриса которого является предполагаемым направлением несанкционированного появления БЛА, предполагается снижать угловую скорость вращения антенны РЛС и увеличивать частоту повторения импульсов РЛС. Степень изменения этих параметров должна ограничиваться возможностью сохранения однозначности измерения координат ВО [1-4,6,7] и осуществления обзора воздушного пространства за допустимое (отведенное нормативом) время [1,3,4,6,7]. Приемная система радиолокатора БЛАО должна быть настроена на ту же несущую частоту, что передатчик основной активной РЛС обнаружения.In the azimuth sector, the bisector of which is the alleged direction of the unauthorized appearance of the UAV, it is proposed to reduce the angular rotation rate of the radar antenna and increase the radar pulse repetition rate. The degree of change in these parameters should be limited by the ability to preserve the unambiguity of measuring the coordinates of the AO [1-4,6,7] and to review the airspace within the allowable time (allotted by the standard) [1,3,4,6,7]. The UAO radar receiving system must be tuned to the same carrier frequency as the transmitter of the main active detection radar.

С помощью управляемой по азимуту антенны радиолокатора БЛАО (с помощью управляемого по азимуту основного луча фазированной антенной решетки БЛАО) предлагается принимать отраженные от ВО (БЛА) сигналы, проводить фильтрацию отраженных сигналов по частоте для выделения отражений от движущихся БЛА на фоне отражений от неподвижных местных предметов, суммировать Nи мин отраженных отфильтрованных сигналов, а затем сравнивать результат суммирования с порогом обнаружения П1. В случае превышения установленного порога П1 принимается решение о том, что обнаружен движущийся ВО, которым может быть в том числе и БЛА. Традиционным способом [1-4,6,7] предлагается определять дальностную и азимутальную координаты каждого обнаруженного ВО. Координаты дальности и азимута каждого обнаруженного воздушного объекта предлагается передавать с борта БЛАО по линии радиосвязи на РЛС.Using an azimuth-controlled UAV radar antenna (using an azimuth-controlled main beam of a phased antenna array of a UAV), it is proposed to receive signals reflected from AO (UAVs), filter reflected signals by frequency to isolate reflections from moving UAVs against the background of reflections from stationary local objects , sum up N and min of the reflected filtered signals, and then compare the summation result with the detection threshold P1. If the set threshold P1 is exceeded, a decision is made that a moving AO has been detected, which may also be a UAV. In the traditional way [1-4,6,7] it is proposed to determine the range and azimuth coordinates of each detected AO. The coordinates of the range and azimuth of each detected airborne object are proposed to be transmitted from the UAO via the radio link to the radar.

Отраженные сигналы принимаются также антенной РЛС. Если в ДНА РЛС попадает типовой ВО с достаточной (значительной) ЭПР, то принятые антенной РЛС и просуммированные отраженные сигналы должны превысить порог обнаружения РЛС П2. В случае превышения накопленным сигналом порога П2 аппаратными средствами активной РЛС принимается решение о наличии в зоне обнаружения типовых ВО с нормальной (не пониженной) отражающей способностью. Традиционными способами [1-4,6,7] определяются дальность и азимут каждого обнаруженного ВО.The reflected signals are also received by the radar antenna. If a typical AO with sufficient (significant) RCS hits the radar BOTTOM, then the received radar antenna and the summed reflected signals must exceed the radar detection threshold P2. If the accumulated signal exceeds the P2 threshold by the active radar hardware, a decision is made on the presence of typical AOs with normal (not reduced) reflectivity in the detection zone. The range and azimuth of each detected AO are determined by traditional methods [1-4,6,7].

Координаты обнаруженных с помощью БЛАО и РЛС воздушных объектов сравниваются. Эта операция называется отождествлением обнаруженных ВО. Если координаты ВО, обнаруженных РЛС и БЛАО совпадают или отличаются не более чем на величину строба отождествления, то принимается решение о том, что это типовой ВО. Если координаты ВО, обнаруженного БЛАО, не совпадают с координатами объектов, обнаруженных РЛС, то принимается решение, что обнаруженный с помощью БЛАО воздушный объект является беспилотным летательным аппаратом, то есть что с помощью БЛАО обнаружен БЛА с малой радиолокационной заметностью.The coordinates of the air objects detected by the UAO and the radar are compared. This operation is called identification of detected VOs. If the coordinates of the AO, the detected radar and the UAO coincide or differ by no more than the value of the identification strobe, then a decision is made that this is a typical AO. If the coordinates of the AO detected by the UAV do not coincide with the coordinates of the objects detected by the radar, then a decision is made that the air object detected by the UAV is an unmanned aerial vehicle, that is, that a UAV with low radar signature was detected with the help of the UAO.

Предлагаемый способ имеет преимущества перед прототипом [4, с. 90], заключающиеся в возможности обнаружения мини- и микро-БЛА с малой радиолокационной заметностью на дальностях, составляющих десятки-сотни км, чего невозможно осуществить обычной типовой РЛС кругового обзора по причине затухания отраженных от БЛА сигналов в атмосфере.The proposed method has advantages over the prototype [4, p. 90], which consists in the possibility of detecting mini- and micro-UAVs with low radar signature at ranges of tens to hundreds of kilometers, which is impossible to accomplish with a conventional typical radar with a circular view due to attenuation of signals reflected from UAVs in the atmosphere.

Таким образом, предлагаемый радиолокационный способ обнаружения БЛА с малой радиолокационной заметностью должен состоять из следующих последовательно выполняемых операций:Thus, the proposed radar method for detecting UAVs with low radar signature should consist of the following sequentially performed operations:

1. Умышленно в активной РЛС обнаружения (кругового обзора) в азимутальном секторе, биссектриса которого является предполагаемым направлением несанкционированного появления БЛА, заблаговременно снижают по величине два параметра, а именно уменьшают период повторения импульсов Ти и снижают скорость вращения ωβ антенны РЛС по азимуту β до предельно малых величин, при которых сохраняется возможность однозначно определять координаты ВО и осуществлять обзор воздушного пространства за допустимое время.1. Intentionally in active radar detection (Omnidirection) in azimuth, the bisector of which is the intended direction of emergence UAV unauthorized advance reduce largest two parameters, namely, reduced pulse repetition period T and the rotation speed and reduce ω β radar antenna azimuth β to extremely small values, at which it remains possible to unambiguously determine the coordinates of the AO and review the airspace within the allowable time.

2. Заблаговременно запускают в направлении предполагаемого несанкционированного появления представляющих интерес беспилотных летательных аппаратов с малой отражательной способностью (радиолокационной заметностью) специальный вспомогательный БЛА обнаружения (БЛАО) с пассивной работающей на прием радиолокационной станцией, работающей на той же несущей частоте, что и основная РЛС обнаружения, оснащенный управляемой (сканирующей) по азимуту приемной антенной, либо приемной фазированной антенной решеткой (ФАР), способной управлять азимутальным положением основного лепестка ее диаграммы направленности.2. A special auxiliary detection UAV (UAV) with a passive radar station operating on the same carrier frequency as the main detection radar is launched in advance in the direction of the alleged unauthorized appearance of unmanned aerial vehicles of interest with low reflectivity (radar signature), equipped with a receiving antenna controlled (scanning) in azimuth, or a receiving phased antenna array (PAR) capable of controlling the azimuthal position of the main lobe of its directional pattern.

3. Дальность нахождения (барражирования) БЛАО выбирают на 1-2 км меньшей, чем дальняя граница зоны обнаружения РЛС, то есть максимальная приборная дальность активной РЛС, на которой предполагается обнаруживать БЛА, совершающие несанкционированные полеты.3. The range of finding (loitering) of the UAO is chosen 1-2 km less than the far border of the radar detection zone, that is, the maximum instrumental range of the active radar, on which it is supposed to detect UAVs performing unauthorized flights.

4. Конструктивно предусматривают наличие постоянной устойчивой радиосвязи БЛАО с основной РЛС обнаружения, посредством которой с помощью управляющих сигналов РЛС управляют траекторией полета БЛАО, то есть его местонахождением. Кроме того с помощью передаваемых на борт БЛАО управляющих сигналов РЛС синхронизируют угловое направление основного лепестка излучающей зондирующие сигналы антенны РЛС с угловым направлением основного лепестка диаграммы направленности принимающей отраженные сигналы антенны (в том числе ФАР) БЛАО. Иначе говоря, согласовывают и синхронизируют (по азимуту β) угловое направление основного лепестка антенны РЛС с угловым направлением (по азимуту β) основного лепестка принимающей отраженные сигналы антенны БЛАО. В случае зеркальной, рупорной, спиральной, вибраторной и т.п.антенны (антенны старого парка, у которой угловое положение основного лепестка имеет жесткую конструктивную связь с используемой апертурой) БЛАО под угловым направлением ее основного луча (лепестка) диаграммы направленности понимают так называемое равносигнальное направление апертуры антенны.4. Structurally, they provide for the presence of constant stable radio communication of the UAO with the main detection radar, through which, using the control signals of the radar, they control the UAO's flight path, that is, its location. In addition, using the radar control signals transmitted to the UAO, the angular direction of the main lobe of the radar antenna emitting sounding signals is synchronized with the angular direction of the main lobe of the antenna receiving reflected signals (including the phased array) of the UAO. In other words, match and synchronize (in azimuth β) the angular direction of the main lobe of the radar antenna with the angular direction (in azimuth β) of the main lobe of the UAO antenna receiving the reflected signals. In the case of a mirror, horn, spiral, vibrator, etc. antenna (antennas of an old park, in which the angular position of the main lobe has a rigid constructive connection with the aperture used) of the BLAO, the angular direction of its main beam (lobe) of the radiation pattern is understood as the so-called equisignal the direction of the antenna aperture.

Идея и смысл синхронизации основных лепестков ДНА РЛС и БЛАО иллюстрируются фиг. 1. На нем позициями 1, 2, 3, 4 и 5 показаны последовательные положения основного лепестка ДНА РЛС 6, а позициями 1А, 2А, 3А, 4А и 5А обозначены синхронные угловые положения основного лепестка ДНА БЛАО 7. Предполагается рассмотрение сверху горизонтальных сечений основных лепестков ДНА. Понятно, что основной лепесток излучающей антенны РЛС 6 при вращении с угловой скоростью ωβ последовательно занимает угловые положения от 1 до 5 и т.д. Синхронно с ним основной лепесток принимающей антенны радиолокатора БЛАО 7 занимает угловые положения от 1А до 5А и т.д. При положении 1 основного лепестка ДНА РЛС 6 основной лепесток антенны радара (радиолокатора) БЛАО 7 имеет положение 1А. При положении 2 основного лепестка ДНА РЛС 6 основной лепесток антенны радара БЛАО 7 имеет положение 2А и т.д. Заштрихованными областями показаны зоны (области) пересечения основных лепестков ДНА РЛС 6 и БЛАО 7 в первом и четвертом положениях.The idea and meaning of synchronization of the main lobes of the radar and UAO beam patterns are illustrated in Fig. 1. On it positions 1, 2, 3, 4 and 5 show the successive positions of the main lobe of the bottom of the radar 6, and positions 1A, 2A, 3A, 4A and 5A indicate the synchronous angular positions of the main lobe of the bottom of the UAO 7. It is assumed that the horizontal sections of the main BOTTOM PETALS. It is clear that the main lobe of the radiating antenna of the radar 6, when rotating with an angular velocity ω β, sequentially takes angular positions from 1 to 5, etc. Synchronously with it, the main lobe of the receiving antenna of the BLAO 7 radar occupies angular positions from 1A to 5A, etc. At position 1 of the main lobe of the radar bottom beam 6, the main lobe of the radar antenna (radar) of the BLAO 7 has a position of 1A. At position 2 of the main lobe of the radar bottom beam 6, the main lobe of the UAO radar antenna 7 has position 2A, etc. The shaded areas show the areas (areas) of intersection of the main lobes of the radar 6 and UAO 7 in the first and fourth positions.

В действительности необходимо рассматривать лепестки (лучи) ДНА РЛС и БЛАО для условий дальней зоны [1-4,6,7]. В дальней зоне лепестки ДНА будут занимать почти параллельные азимутальные положения, как показано на фиг. 2. Причем ширина лепестков ДНА РЛС 6 за счет больших габаритов антенны РЛС может быть существенно меньшей, чем ширина лепестков антенны БЛАО 7. Это не противоречит возможности эффективного приема отраженных от ВО сигналов. Понятно, что имеют место не только проиллюстрированные положения ДНА, но и промежуточные между изображенными угловые положения. Показанные на фиг. 2 положения лучей соответствуют их перемещению на величину, равную ширине основного лепестка антенны БЛАО. Главное условие реализации идеи предлагаемого технического решения - постоянное совпадение угловых положений основных лепестков излучающей антенны РЛСМ и принимающей антенны БЛАО, то есть синхронизация угловых положений основных лепестков.In fact, it is necessary to consider the lobes (beams) of the bottom of the radar and UAO for the conditions of the far zone [1-4,6,7]. In the far field, the beam pattern will be in nearly parallel azimuth positions as shown in FIG. 2. Moreover, due to the large dimensions of the radar antenna, the width of the antenna lobes of the radar 6 can be significantly smaller than the width of the lobes of the UAO 7 antenna. This does not contradict the possibility of effective reception of signals reflected from the AO. It is clear that not only the illustrated positions of the beam pattern take place, but also intermediate angular positions between the illustrated ones. Shown in FIG. 2, the positions of the beams correspond to their movement by an amount equal to the width of the main lobe of the UAO antenna. The main condition for the implementation of the idea of the proposed technical solution is the constant coincidence of the angular positions of the main lobes of the radiating radar antenna and the receiving antenna of the UAV, that is, synchronization of the angular positions of the main lobes.

На фиг. 3 показан вариант вертикальных (угломестных) сечений лепестков синхронизированных ДНА РЛС 6 и БЛАО 7. Позицией 8 обозначено вертикальное сечение основного лепестка ДНА РЛС 6. Позицией 9 обозначено вертикальное сечение основного лепестка ДНА БЛАО 7. Заштрихованная область 10 соответствует области пересечения основных лепестков двух ДНА. БЛАО 7 может умышленно находиться выше зоны обнаружения РЛС 6, чтобы отраженные от него сигналы не попадали в приемную систему РЛС. Впрочем БЛАО 7 может находиться и в пределах ДНА РЛС 6, лишь бы ДНА БЛАО имела существенное пересечение с ДНА РЛС.FIG. 3 shows a variant of the vertical (elevation) sections of the lobes of the synchronized beam of the radar 6 and UAO 7. Position 8 denotes the vertical section of the main lobe of the beam of the radar 6. Position 9 denotes the vertical section of the main lobe of the beam of the UAO 7. BLAO 7 can deliberately be above the detection zone of the radar 6 so that the signals reflected from it do not fall into the receiving system of the radar. However, the BLAO 7 can be located within the BOTTOM of the radar 6, as long as the BLAO BOTTOM has a significant intersection with the radar BOTTOM.

5. В перерывах между управляющими сигналами РЛС с борта БЛАО передают на РЛС контрольные сигналы о координатах местоположения БЛАО, то есть обеспечивают постоянную передачу с борта БЛАО на РЛС информации о точных координатах местонахождения БЛАО.5. In the intervals between the control signals of the radar from the UAV board, control signals about the coordinates of the UAO position are transmitted to the radar, that is, they ensure the constant transmission from the UAO board to the radar of information about the exact coordinates of the UAO location.

6. В процессе замедленного вращения антенны РЛС по азимуту излучают в пространство с помощью антенной системы РЛС импульсные зондирующие сигналы с уменьшенным периодом повторения импульсов Ти.6. In the process of slow rotation of the radar antenna in azimuth, pulsed sounding signals with a reduced pulse repetition period T and are emitted into space using the radar antenna system.

7. Принимают антенной БЛАО и антенной РЛС от каждого импульсного объема (элемента разрешения по дальности и азимуту) [1-4,6,7] отраженные сигналы, проводят фильтрацию этих отраженных сигналов по частоте для выделения отражений от движущихся ВО на фоне отражений от неподвижных местных предметов, суммируют полученное число (Nи мин) отраженных отфильтрованных импульсных сигналов для каждого импульсного объема бортового пассивного радиолокатора БЛАО и активной РЛС обнаружения.7. Receive the UAO antenna and the radar antenna from each pulse volume (element of resolution in range and azimuth) [1-4,6,7] reflected signals, filter these reflected signals in frequency to select reflections from moving AO against the background of reflections from stationary local objects, sum the received number (N and min ) of the reflected filtered pulse signals for each pulse volume of the onboard passive UAO radar and the active detection radar.

8. Сравнивают результат суммирования сигналов в каждом импульсном объеме БЛАО с установленным для БЛАО порогом П1 обнаружения БЛА с малой отражательной способностью (БЛА с низкой ЭПР). В случае превышения установленного порога П1 на борту БЛАО принимается решение о том, что в соответствующем импульсном объеме БЛАО обнаружен движущийся ВО. Традиционным способом определяют дальностную и азимутальную координаты обнаруженного ВО, то есть дальность и азимут соответствующего импульсного объема.8. Compare the result of summing the signals in each impulse volume of the UAV with the threshold P1 set for the UAV for detecting UAVs with low reflectivity (UAVs with low ESR). If the set threshold P1 is exceeded on board the UAO, a decision is made that a moving AO is detected in the corresponding impulse volume of the UAO. Traditionally, the range and azimuth coordinates of the detected AO are determined, that is, the range and azimuth of the corresponding impulse volume.

9. Сравнивают результат суммирования сигналов в каждом импульсном объеме РЛС с установленным для РЛС порогом П2 обнаружения типовых ВО. В случае превышения установленного порога П2 на борту активной РЛС принимается решение о том, что в соответствующем импульсном объеме обнаружен движущийся типовой ВО. Традиционным способом определяют дальностную и азимутальную координаты обнаруженного ВО, то есть дальность и азимут соответствующего импульсного объема активной РЛС.9. Compare the result of summation of signals in each pulse volume of the radar with the threshold P2 for detecting typical AOs set for the radar. If the set threshold P2 is exceeded, a decision is made on board the active radar that a moving typical AO is detected in the corresponding pulse volume. Traditionally, the range and azimuth coordinates of the detected AO are determined, that is, the range and azimuth of the corresponding pulse volume of the active radar.

10. Координаты дальности и азимута каждого обнаруженного ВО передают с борта БЛАО по линии радиосвязи на борт РЛС.10. The coordinates of the range and azimuth of each detected AO are transmitted from the UAO via the radio link to the radar.

11. Проводят отождествление ВО, обнаруженных активной РЛС и пассивным радиолокатором БЛАО, путем сравнения координат объектов, обнаруженных разными радиолокаторами, то есть основной активной РЛС и пассивным радиолокатором БЛАО. По результатам совпадения координат с точностью до размеров строба отождествления принимают окончательное решение об обнаружении, то есть решение о принадлежности обнаруженного БЛАО воздушного объекта к БЛА с малой отражательной способностью. При этом придерживаются следующего правила: если координаты ВО, обнаруженного БЛАО, не совпадают с координатами ВО, обнаруженных РЛС, то принимают решение о том, что обнаруженный ВО является БЛА с малой радиолокационной заметностью (с малой отражательной способностью). В остальных случаях обнаруженные ВО относят к типовым.11. AO detected by the active radar and the passive UAO radar is identified by comparing the coordinates of the objects detected by different radars, that is, the main active radar and the passive UAO radar. Based on the results of the coincidence of the coordinates, up to the size of the identification strobe, the final decision is made on the detection, that is, the decision on the belonging of the detected UAV of the air object to a UAV with a low reflectivity. In this case, the following rule is adhered to: if the coordinates of the AO detected by the UAO do not coincide with the coordinates of the AO detected by the radar, then a decision is made that the detected AO is a UAV with low radar signature (with low reflectivity). In other cases, the detected VOs are referred to as typical ones.

Поясним сущность и достигаемый технический результат (эффект) предлагаемого способа обнаружения БЛА.Let us explain the essence and the achieved technical result (effect) of the proposed method for detecting UAVs.

В отличие от прототипа отраженные беспилотным летательным аппаратом сигналы принимаются антенной БЛАО на существенно меньшей дальности, что выгодно с точки зрения уменьшения степени затухания отраженных ЭМВ в атмосфере за счет прохождения меньшего расстояния. При этом реализуется выигрыш в энергии (мощности) принятого сигнала, являющегося результатом суммирования (накопления) Nи мин отраженных радиоимпульсов. Однако размеры антенны БЛАО уступают размерам антенны наземной РЛС, что несколько снижает достигаемый выигрыш в энергии принимаемого сигнала. Чем сильнее проявляется первый эффект и слабее второй, тем значительнее результирующий выигрыш в мощности принимаемых сигналов, отраженных БЛА.In contrast to the prototype, the signals reflected by the unmanned aerial vehicle are received by the UAV antenna at a significantly shorter range, which is beneficial from the point of view of reducing the degree of attenuation of the reflected EMW in the atmosphere due to the passage of a shorter distance. In this case, a gain in the energy (power) of the received signal is realized, which is the result of the summation (accumulation) of N and min of the reflected radio pulses. However, the dimensions of the UAO antenna are inferior to the dimensions of the ground-based radar antenna, which somewhat reduces the achieved gain in the received signal energy. The stronger the first effect is manifested and the weaker the second, the more significant the resulting gain in the power of the received signals reflected by the UAV.

Продемонстрируем вышесказанное количественными оценками. Согласно [6, 7] мощность сигнала, принимаемого антенной наземной РЛС, может быть выражена формулойLet us demonstrate the above with quantitative estimates. According to [6, 7], the signal power received by the antenna of a ground-based radar can be expressed by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где Рпер - мощность передатчика наземной РЛС; GРЛС - коэффициент усиления антенны наземной РЛС (одинаковый на передачу и прием при использовании одной и той же антенны); АРЛС - эффективная площадь антенны наземной РЛС; σБЛА _ ЭПР обнаруживаемого БЛА; DРЛС-БЛА - дальность между наземной РЛС и обнаруживаемым БЛА; π - константа (π=3,14159).where P lane is the power of the transmitter of the ground radar; G radar - antenna gain of the ground radar (the same for transmission and reception when using the same antenna); A radar is the effective area of the ground radar antenna; σ UAV _ EPR of the detected UAV; D radar-UAV - the distance between the ground-based radar and the detected UAV; π is a constant (π = 3.14159).

В случае приема отраженных от БЛА сигналов антенной БЛАО выражение (4) принимает иной вид, а именно:In the case of receiving signals reflected from the UAV by the UAO antenna, expression (4) takes a different form, namely:

Figure 00000005
Figure 00000005

где РБЛА - мощность принимаемого сигнала антенной БЛАО; АБЛАО - эффективная площадь антенны БЛАО; ВБЛАО-БЛА - дальность между БЛАО и обнаруживаемым БЛА.where R UAV is the power of the received signal by the UAO antenna; A BLAO is the effective area of the UAO antenna; In BLAO-UAVs , the range between the UAO and the detected UAV.

Отношение мощности РБЛА к мощности РРЛС количественно выражает эффект энергетического выигрыша при использовании предлагаемого способа обнаружения БЛА. Это отношение К численно равноThe ratio of the power of the UAV to the power of the radar radar quantitatively expresses the effect of energy gain when using the proposed method for detecting a UAV. This ratio K is numerically equal to

Figure 00000006
Figure 00000006

Пусть для примера антенны РЛС и БЛАО имеют форму близкую к круговой (могут быть аппроксимированы кругом). Радиус подобной антенны наземной РЛС может достигать 2 м (диаметр 4 м). Радиус антенны БЛАО не превышает 0,2 м. Пусть обнаружение БЛАО ведется на дальности 50 км. При этом БЛАО может барражировать на расстоянии 1 км от дальней границы зоны обнаружения, то есть на дальности порядка 1 км от обнаруживаемого БЛА. ТогдаLet, for example, the radar and UAO antennas have a shape close to circular (they can be approximated by a circle). The radius of such a ground radar antenna can reach 2 m (diameter 4 m). The radius of the UAO antenna does not exceed 0.2 m. Let the UAO be detected at a distance of 50 km. At the same time, the UAO can patrol at a distance of 1 km from the far border of the detection zone, that is, at a distance of about 1 km from the detected UAV. Then

Figure 00000007
Figure 00000007

Если дальность от РЛС до БЛА увеличить вдвое, то выигрыш по мощности составит величину порядка 100 раз или 20 дБ.If the range from the radar to the UAV is doubled, then the power gain will be about 100 times, or 20 dB.

Приведенные выкладки являются приблизительными, так как ЭПР БЛА в направлении на РЛС и в направлении на БЛАО не одинаковы и могут отличаться в единицы раз в любую сторону. Однако в среднем энергетический выигрыш при использовании предлагаемого способа очевиден.The given calculations are approximate, since the RCS of the UAV in the direction of the radar and in the direction of the UAO are not the same and may differ by a few times in either direction. However, on average, the energy gain when using the proposed method is obvious.

Прокомментируем реализуемость (промышленную применимость) предложенного технического решения по обнаружению БЛА.Let us comment on the feasibility (industrial applicability) of the proposed technical solution for UAV detection.

Наличие БЛА с дальностью полета десятки-сотни км в настоящее время не вызывает сомнений. Беспилотные аппараты в настоящее время активно применяются во всех областях народного хозяйства, в том числе и в военном деле. Их характеристики широко освещены в открытой печати [8,9].The presence of a UAV with a flight range of tens to hundreds of kilometers is currently beyond doubt. Unmanned aerial vehicles are currently actively used in all areas of the national economy, including in military affairs. Their characteristics are widely covered in the open press [8,9].

Способы управления современными БЛА также являются достаточно известными. Их эффективность подтверждается опытом применения БЛА [8] и многочисленными публикациями, раскрывающими принципы управления беспилотными летательными аппаратами [10-14].Control methods for modern UAVs are also fairly well known. Their effectiveness is confirmed by the experience of using UAVs [8] and numerous publications disclosing the principles of control of unmanned aerial vehicles [10-14].

Негативное влияние ветра и другие дестабилизирующие факторы, сопровождающие БЛА и его бортовой радиолокатор, устраняется компенсационными методами, без которых невозможно проводить картографирование местности бортовыми радиолокаторами с синтезированной апертурой. Эти методы являются известными [15] и уже применяемыми в бортовых радиолокационных системах БЛА. Так, например, в [16] повествуется о радаре MiSAR, устанавливаемом на разведывательные БЛА. Этот радар с массой около 4 кг и размещается внутри объема в 10 кубических дециметров, потребляя мощность не более 60 Вт. Он может просматривать полосы земной поверхности шириной до 1 км в полосовом режиме, обеспечивая разрешение около 0,5 м. Антенна радара на карданной подвеске нейтрализует рыскание и изменение угла крена несущей платформы. Полученная радаром радиолокационная информация передается по линии передачи данных на наземную станцию управления видовой обработки в реальном масштабе времени.The negative effect of wind and other destabilizing factors accompanying the UAV and its onboard radar is eliminated by compensatory methods, without which it is impossible to map the terrain with onboard synthetic aperture radars. These methods are known [15] and are already used in onboard UAV radar systems. For example, [16] tells about the MiSAR radar installed on reconnaissance UAVs. This radar weighs about 4 kg and is located inside a volume of 10 cubic decimeters, consuming no more than 60 watts of power. It can view strips of the earth's surface up to 1 km wide in strip mode, providing a resolution of about 0.5 m. The gimbal-mounted radar antenna neutralizes yaw and roll angle changes of the carrier platform. The radar information received by the radar is transmitted via the data link to the ground control station for the view processing in real time.

Примером отечественного бортового радиолокатора с синтезированной апертурой (РСА) является также мини-радиолокатор "Генезис РСА" [17]. Он разработан компанией «Техногенезис» ООО «Лазерные компоненты». Масса его антенны составляет 1 кг, инерциального блока - 1,1 кг, стабилизированного привода антенны - 3,5 кг, вычислителя - 2,2 кг. Общая масса радиолокатора с вычислителем 7,8 кг. Радар ведет радиолокационную съемку земной поверхности полосой 3 км с разрешением 0,5 м. Подобных радиолокаторов в России большое множество. Все они имеют массу, допускающую их использование в составе бортового оборудования БЛА.An example of a domestic onboard synthetic aperture radar (SAR) is also the Genesis SAR mini-radar [17]. It was developed by Technogenesis, LLC Laser Components. The mass of its antenna is 1 kg, the inertial unit is 1.1 kg, the stabilized antenna drive is 3.5 kg, and the calculator is 2.2 kg. The total mass of the radar with a computer is 7.8 kg. The radar carries out radar imaging of the earth's surface in a 3 km strip with a resolution of 0.5 m. There are a lot of similar radars in Russia. All of them have a mass that allows their use as part of UAV onboard equipment.

Возможность углового перемещения луча диаграммы направленности антенны радиолокатора БЛАО может быть обоснована множеством публикаций о реализации прожекторного (телескопического) режима синтезирования апертуры, который в соответствии со своим принципом предполагает постоянное сканирование лучом ДНА. Об этом дословно свидетельствует источник [18]. Очевидно, что организовать сканирование лучом ДНА конструктивно проще, применяя фазированную антенную решетку. Так в патенте [19] детально описана структура радиолокатора БЛА с высоким разрешением на основе активной фазированной антенной решетки, осуществляющей электронное сканирование лучом (основным лепестком) ДНА в азимутальной и угломестной плоскостях. В данном радиолокаторе предусмотрена стабилизация луча ДНА при эволюциях БЛА в турбулентной атмосфере.The possibility of angular movement of the beam of the directional pattern of the UAO radar antenna can be justified by many publications on the implementation of the searchlight (telescopic) mode of synthesizing the aperture, which, in accordance with its principle, assumes constant scanning of the antenna beam by the beam. This is literally evidenced by the source [18]. It is obvious that it is structurally simpler to organize scanning with a beam of the antenna beam, using a phased antenna array. Thus, the patent [19] describes in detail the structure of a UAV radar with a high resolution based on an active phased antenna array, which electronically scans the beam (main lobe) of the beam pattern in the azimuthal and elevation planes. This radar provides for beam stabilization of the antenna beam during the evolution of UAVs in a turbulent atmosphere.

Можно привести множество примеров конкретной реализации радиолокаторов БЛА с телескопическим режимом синтезирования апертуры антенны. Например, в [15, с. 41] описывается радиолокатор Lynx (AN/APY-8), предназначенный в том числе и для БЛА. В нем наряду с полосовым реализован и телескопический режим синтезирования апертуры с разрешением 0,1 м. Этот режим требует изменения положения луча ДНА по азимуту. Далее в [15, с. 42] рассмотрен радиолокатор MiniSAR уменьшенной по сравнению с Lynx массой. Основным режимом работы его РСА является телескопический, при котором луч ДНА сканирует в азимутальной плоскости по определенному закону. Сигналы управления могут изменять этот закон, что является подтверждением возможности управления лучом ДНА радиолокатора БЛА, которое необходимо для реализации предлагаемого способа обнаружения БЛА (с малой радиолокационной заметностью). Приводятся в [15, с. 44-45] сведения и о семействе радиолокаторов NanoSAR, предназначенных для мини-БЛА типа ScanEagle и RQ-11 Raven. В перечень режимов радиолокаторов NanoSAR входит телескопический с изменением углового положения луча ДНА.There are many examples of specific implementations of UAV radars with a telescopic antenna aperture synthesis mode. For example, in [15, p. 41] describes the Lynx radar (AN / APY-8), which is also intended for UAVs. In addition to the band-pass mode, it also implements the telescopic mode for synthesizing the aperture with a resolution of 0.1 m. This mode requires a change in the position of the antenna beam pattern in azimuth. Further in [15, p. 42], the MiniSAR radar is considered with a reduced mass in comparison with the Lynx. The main operating mode of its SAR is telescopic, in which the beam of the antenna beam scans in the azimuthal plane according to a certain law. Control signals can change this law, which is a confirmation of the ability to control the beam of the UAV radar beam, which is necessary to implement the proposed method for detecting UAVs (with low radar signature). They are given in [15, p. 44-45] information and about the family of NanoSAR radars designed for mini-UAVs such as ScanEagle and RQ-11 Raven. The list of NanoSAR radar modes includes a telescopic one with a change in the angular position of the DND beam.

Что касается метода отождествления воздушных объектов путем проверки попадания их отметок в стробы отождествления, то этот прием является стандартным и общепринятым. Сведения о его вариантах и принципах реализации приводятся, например, в [20-24]. Существуют и более прогрессивные цифровые способы отождествления, но для реализации предлагаемого способа обнаружения БЛА это не имеет принципиального значения. Прием отнесения отметок от ВО, полученных разными измерителями (разными радиолокаторами), является известным и широко применяемым.As for the method of identifying air objects by checking whether their marks are in the identification strobes, this technique is standard and generally accepted. Information about its variants and principles of implementation is given, for example, in [20-24]. There are also more progressive digital identification methods, but for the implementation of the proposed method for detecting UAVs, this is not of fundamental importance. Reception of assigning marks from AO, received by different meters (different radars), is known and widely used.

Таким образом, все технические приемы, обеспечивающие предлагаемый способ обнаружения БЛА являются известными и реализуемыми.Thus, all the techniques that provide the proposed method for detecting UAVs are known and realizable.

Как следует из описания и сущности предлагаемого способа, он действительно улучшает характеристики обнаружения малозаметных беспилотных летательных аппаратов за счет снижения эффекта затухания радиоволн в атмосфере. Способ может быть рекомендован для использования в перспективных РЛС обнаружения малозаметных ВО различного назначения, в том числе аэродромных, морских и других радиолокаторах с большой дальностью действия.As follows from the description and essence of the proposed method, it really improves the detection characteristics of unobtrusive unmanned aerial vehicles by reducing the attenuation effect of radio waves in the atmosphere. The method can be recommended for use in advanced radars for detecting low-signature AO for various purposes, including airfield, sea and other long-range radars.

Список использованных источниковList of sources used

1. Справочник по радиолокации / Под ред. М.И. Сколника. Пер. с англ. М.: Сов. радио, 1967. Том 1. Основы радиолокации. 456 с.1. Handbook on radar / Ed. M.I. Skolnik. Per. from English M .: Sov. radio, 1967. Volume 1. Fundamentals of radar. 456 s.

2. Теоретические основы радиолокации / Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Сов. радио, 1970. - 560 с.2. Theoretical foundations of radar / Ed. I. Shirman. M .: Sov. radio, 1970 .-- 560 p.

3. Охрименко А.Е. Основы радиолокации и радиоэлектронная борьба. Часть 1. Основы радиолокации. М.: Воениздат, 1983. - 456 с.3. Okhrimenko A.E. Fundamentals of radar and electronic warfare. Part 1. Basics of radar. Moscow: Military Publishing, 1983 .-- 456 p.

4. Справочник по основам радиолокационной техники / Под ред. В.В. Дружинина. М., Воениздат, 1967. 768 с.4. Handbook on the basics of radar technology / Ed. V.V. Druzhinin. M., Voenizdat, 1967.768 p.

5. Радиолокационная станция обнаружения целей 9С18М1. Техническое описание. Книга 1. Общие сведения. ЕФ1.005.029 ТО, 1983. 152 с.5. Target detection radar 9С18М1. Technical description. Book 1. General information. EF1.005.029 TO, 1983.152 s.

6. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. Учебник для вузов. М.: Сов. радио, 1973. 496 с.6. Finkelstein M.I. Radar basics. Textbook for universities. M .: Sov. radio, 1973.496 p.

7. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения). Под ред. В.В. Григорина-Рябова. М., Сов. Радио, 1970. 680 с.7. Radar devices (theory and principles of construction). Ed. V.V. Grigorin-Ryabov. M., Sov. Radio, 1970.680 p.

8. Мосов С.П. Беспилотная разведывательная авиация стран мира: история создания, опыт боевого применения, современное состояние, перспективы развития. Монография. Киев: Изд. дом «Румб», 2008. 160 с.8. Mosov S.P. Unmanned reconnaissance aircraft of the countries of the world: history of creation, experience of combat use, current state, development prospects. Monograph. Kiev: Publishing house. house "Rumb", 2008.160 p.

9. Василии Н.Я. Беспилотные летательные аппараты. Минск: ООО «Попурри», 2003. 272 с.9. Vasily N.Ya. Unmanned aerial vehicles. Minsk: LLC "Popurri", 2003.272 p.

10. ООО «ТеКнол», http://www.teknol.ru/analitycs/BLA2. (дата обращения 2020-01-14)10. TeKnol LLC, http://www.teknol.ru/analitycs/BLA2. (date of access 2020-01-14)

11. https://infopedia.su/20x54a6.html. (дата обращения 2021-01-14)11.https: //infopedia.su/20x54a6.html. (date of access 2021-01-14)

12. Центр беспилотников ARMAIR, https://bespilotnik24.ru/upravlenie-bpla. (дата обращения 2021-01-14)12. Center for unmanned aerial vehicles ARMAIR, https://bespilotnik24.ru/upravlenie-bpla. (date of access 2021-01-14)

13. Токарев Ю.П. Методы управления беспилотными летательными аппаратами в общем воздушном пространстве с использованием полетной информации при автоматическом зависимом наблюдении, дис. канд. техн. наук: 05.22.13 защищена 2011, https://www.dissercat.com/content/metody-upravleniya-bespilotnymi-letatelnymi-apparatami-v-obshem-vosdushnom-prostranstve-s. (дата обращения 2021-01-14)13. Tokarev Yu.P. Control methods for unmanned aerial vehicles in a common airspace using flight information with automatic dependent observation, dis. Cand. tech. Sciences: 05.22.13 is protected 2011, https://www.dissercat.com/content/metody-upravleniya-bespilotnymi-letatelnymi-apparatami-v-obshem-vosdushnom-prostranstve-s. (date of access 2021-01-14)

14. Шилов К.Е. Разработка системы автоматического управления беспилотным летательным аппаратом мультироторного типа. Труды МФТИ. 2014. Т. 6. №4. С. 139-152.14. Shilov K.E. Development of an automatic control system for a multi-rotor unmanned aerial vehicle. Proceedings of MIPT. 2014. T. 6. No. 4. S. 139-152.

15. Купряшкин И.Ф., Лихачев В.П., Рязанцев Л.Б. Малогабаритные многофункциональные РЛС с непрерывным частотно-модулированным излучением. Москва. Радиотехника. 2020. 280 с.15. Kupryashkin I.F., Likhachev V.P., Ryazantsev L.B. Small-sized multifunctional radar with continuous frequency-modulated radiation. Moscow. Radio engineering. 2020.280 p.

16. Militaryarticle - Военно-научные публикации известных изданий, http://militaryarticle.ru/viniti-ran/2005-viniti/11238-o-vozmozhnostiah-razvedyvatelnyh-bespilotnyh. (дата обращения 2021-01-14)16. Militaryarticle - Military scientific publications of well-known publications, http://militaryarticle.ru/viniti-ran/2005-viniti/11238-o-vozmozhnostiah-razvedyvatelnyh-bespilotnyh. (date of access 2021-01-14)

17. Компания «Техногенезис» дочерняя компания ООО «Лазерные компоненты», https://technogenezis.ru/mini-rls-genezis-rsa. (дата обращения 2021-01-14)17. Technogenesis company is a subsidiary of Laser Components LLC, https://technogenezis.ru/mini-rls-genezis-rsa. (date of access 2021-01-14)

18. Виноградов В. Возможности современных РЛС с синтезированием апертуры антенны / Зарубежное военное обозрение. 2009. №2. С. 52-57. http://militaryarticle.ru/zarubezhnoe-voennoe-obozrenie/2009-zvo/7730-vozmozhnosti-sovremennyh-rls-s-sintezirovaniem.18. Vinogradov V. Possibilities of modern radar with synthesizing antenna aperture / Foreign military review. 2009. No. 2. S. 52-57. http://militaryarticle.ru/zarubezhnoe-voennoe-obozrenie/2009-zvo/7730-vozmozhnosti-sovremennyh-rls-s-sintezirovaniem.

19. Патент РФ №2429990 от 27.09.2011. Многофункциональная РЛС высокого разрешения с активной фазированной решеткой для пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Андреев Г.И и др. Заявка №2010134597 от 19.08.2010. Бюлл. 27.19. RF patent No. 2429990 dated 09/27/2011. Multifunctional high-resolution active phased array radar for manned and unmanned aerial vehicles. Andreev G.I. and others. Application No. 2010134597 dated 19.08.2010. Bull. 27.

20. Патент РФ №2096804 от 20.11.1977. Радиолокационная система целеуказания. Машков Г.М., Оршлет С.С.и др. Заявка №95122250 от 26.12.1995.20. RF patent No. 2096804 from 20.11.1977. Target designation radar system. Mashkov G.M., Orshlet S.S. and others. Application No. 95122250 dated 26.12.1995.

21. Сайт ФГАОУ ВО «МФТИ (НИУ)», https://mipt.ru/education/chair/military/upload/ce2/f_4rmbfl-arph8iq3yu4.pdf (дата обращения 2021-01-14).21. The website of the MIPT (NRU), https://mipt.ru/education/chair/military/upload/ce2/f_4rmbfl-arph8iq3yu4.pdf (date of access 2021-01-14).

22. Патент РФ №2561950 от 10.09.2015. Способ третичной обработки радиолокационной информации в вычислительной системе пункта управления. Савенков Ю.А., Слугин В.Г. и др. Заявка №2014125766 от 10. 2014.06.25.22. RF patent No. 2561950 dated 09/10/2015. Method for tertiary processing of radar information in the computer system of the control point. Savenkov Yu.A., Slugin V.G. and others. Application No. 2014125766 dated 10. 2014.06.25.

23. Черняк B.C. Многопозиционная радиолокация. М., Радио и связь. 1993. 416 с.23. Chernyak B.C. Multi-position radar. M., Radio and communication. 1993.416 s.

24. Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. М., Сов. радио. 1974. 432 с.24. Kuzmin S.Z. Fundamentals of the theory of digital processing of radar information. M., Sov. radio. 1974.432 s.

Claims (1)

Радиолокационный способ обнаружения беспилотных летательных аппаратов, заключающийся в том, что в активной радиолокационной станции обнаружения снижают по величине период повторения импульсов и скорость вращения антенны по азимуту, в процессе замедленного вращения по азимуту антенны радиолокационной станции обнаружения излучают в пространство с помощью ее антенной системы импульсные зондирующие сигналы, принимают антенной радиолокационной станции обнаружения от каждого импульсного объема отраженные сигналы, проводят фильтрацию этих отраженных сигналов по частоте для выделения отражений от движущихся воздушных объектов на фоне отражений от неподвижных местных предметов, суммируют полученное число отраженных отфильтрованных сигналов для каждого импульсного объема радиолокационной станции обнаружения, сравнивают результат суммирования сигналов в каждом импульсном объеме радиолокационной станции обнаружения с установленным для нее порогом обнаружения и в случае превышения просуммированным сигналом установленного порога на борту активной радиолокационной станции обнаружения принимают решение о том, что в соответствующем импульсном объеме обнаружен движущийся воздушный объект, отличающийся тем, что снижение угловой скорости вращения антенны активной радиолокационной станции обнаружения проводят в азимутальном секторе, биссектриса которого является предполагаемым направлением несанкционированного появления беспилотных летательных аппаратов, причем уменьшение угловой скорости вращения антенны и периода повторения импульсов проводят до достижения предельно малых величин, при которых сохраняется возможность однозначно определять координаты воздушных объектов и осуществлять обзор воздушного пространства за допустимое время, кроме того, заблаговременно запускают в направлении предполагаемого несанкционированного появления представляющих интерес беспилотных летательных аппаратов с малой отражательной способностью вспомогательный беспилотный летательный аппарат обнаружения с пассивным работающим на прием радиолокатором, работающим на той же несущей частоте, что и активная радиолокационная станция обнаружения, оснащая беспилотный летательный аппарат обнаружения либо механически управляемой в азимутальном направлении антенной, либо фазированной антенной решеткой, позволяющей управлять азимутальным направлением основного лепестка ее диаграммы направленности, дальность нахождения беспилотного летательного аппарата обнаружения выбирают на 1-2 км меньшей, чем дальняя граница зоны обнаружения активной радиолокационной станции, то есть чем ее максимальная приборная дальность, на которой предполагается обнаруживать беспилотные летательные аппараты, совершающие несанкционированные полеты, конструктивно предусматривают наличие постоянной устойчивой радиосвязи беспилотного летательного аппарата обнаружения с активной радиолокационной станцией обнаружения, посредством этой радиосвязи с помощью управляющих сигналов активной радиолокационной станции управляют траекторией полета беспилотного летательного аппарата обнаружения, кроме того, с помощью передаваемых от активной радиолокационной станции на борт беспилотного летательного аппарата обнаружения управляющих сигналов синхронизируют угловое направление основного лепестка диаграммы направленности излучающей зондирующие сигналы активной радиолокационной станции с угловым направлением основного лепестка диаграммы направленности принимающей отраженные сигналы антенны беспилотного летательного аппарата обнаружения, в перерывах между управляющими сигналами активной радиолокационной станции с борта беспилотного летательного аппарата обнаружения передают на активную радиолокационную станцию контрольные сигналы о координатах местоположения беспилотного летательного аппарата обнаружения, принимают антенной беспилотного летательного аппарата обнаружения от каждого импульсного объема отраженные сигналы, проводят фильтрацию этих отраженных сигналов по частоте для выделения отражений от движущихся воздушных объектов на фоне отражений от неподвижных местных предметов, суммируют полученное число отраженных отфильтрованных импульсных сигналов для каждого импульсного объема бортового пассивного радиолокатора беспилотного летательного аппарата обнаружения, сравнивают результат суммирования сигналов в каждом импульсном объеме беспилотного летательного аппарата обнаружения с установленным для него порогом П1 обнаружения беспилотных летательных аппаратов с малой отражательной способностью и в случае превышения установленного порога П1 на борту беспилотного летательного аппарата обнаружения принимают решение о том, что в соответствующем импульсном объеме радиолокатора беспилотного летательного аппарата обнаружения обнаружен движущийся воздушный объект, определяют дальностную и азимутальную координаты каждого воздушного объекта, обнаруженного активной радиолокационной станцией обнаружения и беспилотным летательным аппаратом обнаружения, координаты дальности и азимута каждого обнаруженного воздушного объекта передают с борта беспилотного летательного аппарата обнаружения по линии радиосвязи на борт активной радиолокационной станции обнаружения, проводят отождествление воздушных объектов, обнаруженных активной радиолокационной станцией и пассивным радиолокатором беспилотного летательного аппарата обнаружения, путем сравнения координат обнаруженных объектов, по результатам совпадения координат обнаруженных воздушных объектов с точностью до размеров строба отождествления принимают окончательное решение о принадлежности обнаруженного воздушного объекта к беспилотным летательным аппаратам с малой отражательной способностью с использованием правила: если координаты воздушного объекта, обнаруженного беспилотным летательным аппаратом обнаружения, не совпадают с координатами воздушных объектов, обнаруженных активной радиолокационной станцией обнаружения, то этот воздушный объект, обнаруженный беспилотным летательным аппаратом обнаружения, относят к беспилотным летательным аппаратам с малой отражательной способностью.A radar method for the detection of unmanned aerial vehicles, which consists in the fact that in an active detection radar the pulse repetition period and the azimuth rotation speed of the antenna are reduced in magnitude; signals are received by the antenna of the detection radar from each pulse volume, the reflected signals are filtered, these reflected signals are filtered by frequency to isolate reflections from moving air objects against the background of reflections from stationary local objects, the received number of reflected filtered signals is summed up for each pulse volume of the detection radar, comparing the result of summing the signals in each pulse volume of the detection radar station with the detection threshold set for it and in case of exceeding the summed signal of the set threshold on board the active detection radar, a decision is made that a moving air object is detected in the corresponding pulse volume, characterized in that the decrease in the angular rotation rate of the antenna of the active detection radar is carried out in the azimuthal sector, the bisector of which is the assumed direction of the unauthorized appearance of unmanned aerial vehicles aircraft, and the decrease in the angular speed of rotation of the antenna and the pulse repetition period is carried out until the extremely small values are reached, at which it is possible to unambiguously determine the coordinates of air objects and review the airspace within a permissible time, in addition, they are launched in advance in the direction of the alleged unauthorized appearance of objects of interest low reflectivity drones auxiliary detection drone with pass an active receiving radar operating on the same carrier frequency as the active detection radar, equipping the detection unmanned aerial vehicle with either an antenna mechanically controlled in the azimuth direction, or a phased antenna array that allows control of the azimuth direction of the main lobe of its directional pattern, the range of location the detection unmanned aerial vehicle is chosen 1-2 km less than the far border of the active radar detection zone, that is, than its maximum instrumental range, at which it is supposed to detect unmanned aerial vehicles making unauthorized flights, constructively provide for the presence of constant stable radio communication of the unmanned aerial vehicle detection with an active detection radar, by means of this radio communication, using the control signals of the active radar, the trajectory of the field is controlled the detection unmanned aerial vehicle, in addition, with the help of the control signals transmitted from the active radar to the unmanned aerial vehicle of the detection, the angular direction of the main lobe of the radiation pattern of the active radar emitting sounding signals is synchronized with the angular direction of the main lobe of the antenna of the unmanned aerial the detection apparatus, in the intervals between the control signals of the active radar station, the control signals on the coordinates of the location of the detection unmanned aerial vehicle are transmitted to the active radar station from the board of the detection unmanned aerial vehicle, the reflected signals are received from each pulse volume by the antenna of the detection unmanned aerial vehicle, and these reflected signals are filtered by frequency to isolate reflections from moving air objects against the background of reflections from stationary local objects, summarize the received number of reflected filtered impulse signals for each impulse volume of the onboard passive radar of the unmanned aerial vehicle detection, compare the result of summation of signals in each impulse volume of the unmanned aerial vehicle detection with the threshold P1 of detection of unmanned aerial vehicles set for it with low reflectivity and in case of exceeding the set threshold P1 on board the unmanned aerial vehicle of detection, a decision is made that a moving air object is detected in the corresponding pulse volume of the radar of the unmanned aerial vehicle of detection, the range and azimuth coordinates of each air object detected by the active radar detection station are determined and unmanned aerial vehicle detection, the coordinates of the range and azimuth of each detected airborne object are transmitted from the board of the unmanned aerial vehicle of detection via a radio communication line to the board of the active radar station of detection, carry out the identification of air objects detected by the active radar station and the passive radar of the unmanned aerial vehicle of detection, by comparing the coordinates of the detected objects, according to the results of the coincidence of the coordinates of the detected air objects with an accuracy the size of the identification strobe make the final decision on whether the detected airborne object belongs to unmanned aerial vehicles with low reflectivity using the rule: if the coordinates of the airborne object detected by the detection unmanned aerial vehicle do not coincide with the coordinates of airborne objects detected by the active detection radar, then this airborne an object detected by a detection unmanned aerial vehicle is classified as a low reflectivity unmanned aerial vehicle unique ability.
RU2021108462A 2021-03-29 2021-03-29 Radar location method for detecting unmanned aerial vehicles RU2760828C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108462A RU2760828C1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Radar location method for detecting unmanned aerial vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108462A RU2760828C1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Radar location method for detecting unmanned aerial vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760828C1 true RU2760828C1 (en) 2021-11-30

Family

ID=79174095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108462A RU2760828C1 (en) 2021-03-29 2021-03-29 Radar location method for detecting unmanned aerial vehicles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760828C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11577830B2 (en) * 2018-08-20 2023-02-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Aircraft
CN116203526A (en) * 2023-05-04 2023-06-02 中联金冠信息技术(北京)有限公司 Target recognition system and method for unmanned aerial vehicle
RU2799866C1 (en) * 2022-09-20 2023-07-12 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Radar method for detecting unmanned aerial vehicles

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534217C1 (en) * 2013-08-28 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "Завант" Radar method of detecting low-visibility unmanned aerial vehicles
CN106291592A (en) * 2016-07-14 2017-01-04 桂林长海发展有限责任公司 A kind of countermeasure system of SUAV
WO2017207718A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Qinetiq Limited Drone detection radar
RU2697257C1 (en) * 2018-11-06 2019-08-13 Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы" Method of operating a radar system when measuring the speed of an unmanned aerial vehicle of a small class of multi-copter type and its range
RU2721642C1 (en) * 2019-10-24 2020-05-21 Владимир Иванович Михайленко Method for long-range detection of aircrafts
RU2735070C1 (en) * 2020-03-06 2020-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method of detecting small unmanned aerial vehicles
RU2738508C1 (en) * 2020-08-11 2020-12-14 Публичное акционерное общество «Научно-производственное объединение «Алмаз» имени академика А.А. Расплетина» (ПАО «НПО «Алмаз») System for observation and counteraction to unmanned aerial vehicles

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534217C1 (en) * 2013-08-28 2014-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "Завант" Radar method of detecting low-visibility unmanned aerial vehicles
WO2017207718A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Qinetiq Limited Drone detection radar
CN106291592A (en) * 2016-07-14 2017-01-04 桂林长海发展有限责任公司 A kind of countermeasure system of SUAV
RU2697257C1 (en) * 2018-11-06 2019-08-13 Открытое акционерное общество "Бортовые аэронавигационные системы" Method of operating a radar system when measuring the speed of an unmanned aerial vehicle of a small class of multi-copter type and its range
RU2721642C1 (en) * 2019-10-24 2020-05-21 Владимир Иванович Михайленко Method for long-range detection of aircrafts
RU2735070C1 (en) * 2020-03-06 2020-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method of detecting small unmanned aerial vehicles
RU2738508C1 (en) * 2020-08-11 2020-12-14 Публичное акционерное общество «Научно-производственное объединение «Алмаз» имени академика А.А. Расплетина» (ПАО «НПО «Алмаз») System for observation and counteraction to unmanned aerial vehicles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФАДЕЕВ Р.С., МЯКИНЬКОВ А.В., БУРОВ В.Н., ОГУРЦОВ А.Г. Возможности обнаружения и определения координат малозаметных целей в многопозиционных радиолокационных системах с размещением позиций на борту беспилотных летательных аппаратов // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2014. Вып. 6. Сс. 29-35. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11577830B2 (en) * 2018-08-20 2023-02-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Aircraft
RU2799866C1 (en) * 2022-09-20 2023-07-12 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Radar method for detecting unmanned aerial vehicles
CN116203526A (en) * 2023-05-04 2023-06-02 中联金冠信息技术(北京)有限公司 Target recognition system and method for unmanned aerial vehicle
CN116203526B (en) * 2023-05-04 2023-07-07 中联金冠信息技术(北京)有限公司 Target recognition system and method for unmanned aerial vehicle
RU2819415C1 (en) * 2023-09-19 2024-05-21 Артем Анатольевич Задорожный Method of countering unmanned aerial vehicles transmitting information to ground receiving station
RU2821381C1 (en) * 2023-12-04 2024-06-21 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Unmanned aerial vehicles radar detection method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11506775B2 (en) Mechanically assisted phased array for extended scan limits
US10620304B2 (en) Radar system and associated apparatus and methods
US20170045613A1 (en) 360-degree electronic scan radar for collision avoidance in unmanned aerial vehicles
EP3186656B1 (en) Radar system and associated apparatus and methods
Skolnik Fifty years of radar
US20110260908A1 (en) Method for mitigating the effects of clutter and interference on a radar system
RU2760828C1 (en) Radar location method for detecting unmanned aerial vehicles
CN104535996B (en) Image/laser ranging/ low-altitude frequency-modulated continuous wave radar integrated system
Kemkemian et al. Toward common radar & EW multifunction active arrays
Balajti et al. Increased importance of VHF radars in ground-based air defense
US5160932A (en) Over-the-horizon synthetic aperture radar
CN104535997A (en) Image/laser ranging/ low-altitude pulse radar integrated system
Delaney et al. Radar development at Lincoln laboratory: An overview of the first fifty years
RU2622908C1 (en) Radar location method for detecting aircrafts
Kemkemian et al. Radar and Electronic Warfare cooperation: How to improve the system efficiency?
RU2799866C1 (en) Radar method for detecting unmanned aerial vehicles
RU2741057C1 (en) Method of radar recognition of classes of aerospace objects for a multi-band spaced apart radar system with phased antenna arrays
RU2821381C1 (en) Unmanned aerial vehicles radar detection method
Heinbach et al. Commercially available low probability of intercept radars and non-cooperative ELINT receiver capabilities
KR20230145033A (en) Ceiling reactive jammer
Abratkiewicz et al. Passive Radar Using a Non-Cooperative Over-the-Horizon Radar as an Illuminator-First Results
Clarke et al. Review of United Kingdom Radar
Chen et al. Approach for AMTI Formation Design in a Distributed Space-based Radar System
Ciećko et al. Accuracy analysis of aircraft position parameters provided by GCA 2000 airport surveillance radar
Мусин et al. NAVIGATION SUPPORT FOR AIRCRAFT OPERATIONS IN NORTHERN AND REMOTE AREAS USING VARIOUS SIMULATION METHODS