RU2802089C1 - Method for early detection and recognition of low-profile air targets - Google Patents

Method for early detection and recognition of low-profile air targets Download PDF

Info

Publication number
RU2802089C1
RU2802089C1 RU2022121805A RU2022121805A RU2802089C1 RU 2802089 C1 RU2802089 C1 RU 2802089C1 RU 2022121805 A RU2022121805 A RU 2022121805A RU 2022121805 A RU2022121805 A RU 2022121805A RU 2802089 C1 RU2802089 C1 RU 2802089C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
targets
target
signal
aircraft
reflected
Prior art date
Application number
RU2022121805A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Васильевич Ефанов
Original Assignee
Василий Васильевич Ефанов
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Васильевич Ефанов filed Critical Василий Васильевич Ефанов
Application granted granted Critical
Publication of RU2802089C1 publication Critical patent/RU2802089C1/en

Links

Abstract

FIELD: air target detection.
SUBSTANCE: invention is related to a method for long-range detection and recognition of low profile air targets. To detect and recognize targets, an unmanned aerial vehicle (UAV) with an onboard radar station (ORS) is released from the aircraft at a certain distance, all aircraft that pose a threat are detected, they are recognized by type according to the criterion "target - in a cloud of chaff" based on irradiating an extended target with a signal of circular polarization and separating an elliptically polarized signal in the reflected signal with an inclination of the main axis of the polarization ellipse corresponding to the position of the target in space, the aircraft threat is unmasked by provoking them to consume ammunition, performing a manoeuvre to avoid enemy combat missiles and returning to board your aircraft in a certain way.
EFFECT: increased situational awareness of the crew of a manned combat aircraft, due to the recognition of low-profile air targets in the immediate vicinity.
1 cl

Description

Изобретение относится к области вооружения и военной техники, в частности к области использования беспилотных летательных аппаратов в военных целях.The invention relates to the field of weapons and military equipment, in particular to the use of unmanned aerial vehicles for military purposes.

Известен способ дальнего обнаружения летательного аппарата (ЛА) заключающийся в совместном полете боевого самолета и сопровождающего его впереди по курсу легкого беспилотного летательного аппарата (БЛА), выпущенного с борта самолета подобно ракете класса "воздух-воздух", с бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) на расстояние, необходимое для увеличения радиуса действия основной БРЛС боевого самолета с целью раннего обнаружения всех ЛА, представляющих для них угрозу; демаскировки малозаметных воздушных и наземных боевых средств противника, за счет провоцирования их на расход боезапаса в свой адрес; маневрирования, с целью ухода от боевых ракет противника и возврата на борт своего самолета на догонном курсе способом стыковки подобно стыковке с заправочной горловиной самолета заправщика, при этом, БЛА может быть либо возвращен на борт самолета методом затягивания на свое рабочее место, либо дозаправлен топливом для выполнения последующих боевых задач [1].A known method of long-range detection of an aircraft (LA), which consists in the joint flight of a combat aircraft and a light unmanned aerial vehicle (UAV) accompanying it ahead of the course, launched from an aircraft like an air-to-air missile, with an airborne radar station (BRLS) on the distance required to increase the range of the main radar of a combat aircraft for the purpose of early detection of all aircraft that pose a threat to them; unmasking stealthy air and ground combat weapons of the enemy, by provoking them to consume ammunition in their address; maneuvering in order to avoid enemy combat missiles and return on board your aircraft on a catch-up course by docking similar to docking with the tanker’s aircraft refueling port, while the UAV can either be returned to the aircraft by pulling to its workplace, or refueled for fulfillment of subsequent combat missions [1].

Недостатком данного способа является невозможность обеспечит распознавания воздушных малозаметных целей на маршруте полета. При принятии решения по боевому применению вооружения самолета, летчик должен обладать широким спектром информации, как по условиям боевого применения, так и характеристикам целей, их количества и параметрам движения. Полнота оценки ситуационной обстановки во многом будет зависеть от распознавания воздушной цели.The disadvantage of this method is the impossibility of providing recognition of low-observable air targets on the flight route. When making a decision on the combat use of aircraft weapons, the pilot must have a wide range of information, both on the conditions of combat use, and on the characteristics of targets, their number and movement parameters. The completeness of the assessment of the situational situation will largely depend on the recognition of an air target.

Технической задачей изобретения является повышение ситуационной осведомленности экипажа пилотируемого боевого самолета, за счет распознавания малозаметных воздушных целей в непосредственной близости от них прицельной системой беспилотных летательных аппаратов.The technical objective of the invention is to increase the situational awareness of the crew of a manned combat aircraft, by recognizing low-observable air targets in their immediate vicinity by the aiming system of unmanned aerial vehicles.

Технический результат достигается тем, что в способе дальнего обнаружение цели, заключающемся в совместном полете боевого самолета и сопровождающего его впереди по курсу легкого беспилотного летательного аппарата (БЛА), выпущенного с борта самолета подобно ракете класса "воздух-воздух", с бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) на расстояние, необходимое для увеличения радиуса действия основной БРЛС боевого самолета с целью раннего обнаружения всех ЛА, представляющих для них угрозу, демаскировки малозаметных воздушных и наземных боевых средств противника, за счет провоцирования их на расход боезапаса в свой адрес, маневрирование, с целью ухода от боевых ракет противника и возврата на борт своего самолета на догонном курсе способом стыковки подобно стыковке с заправочной горловиной самолета заправщика, при этом, БЛА может быть либо возвращен на борт самолета методом затягивания на свое рабочее место, либо дозаправлен топливом для выполнения последующих боевых задач, дополнительно осуществляют распознавания воздушных целей по совокупности отличительных признаков на расстоянии когда воздушные цели являются протяженными, осуществляют распознавания по критерию «одиночная - групповая цель » на основе доплеровской фильтрации сигнала отраженных от протяженных целей, осуществляют распознавания класса цели по критерию «большая - средняя- малая цель» на основе сравнения отношений длительности отраженного и излучаемых сигналов, осуществляют распознавание цели по критерию «вертолет в режиме висения - движущиеся цели» на основе анализа спектра отраженного сигнала, осуществляют распознавания классов целей по критерию «истребитель - стратегический бомбардировщик», «ведущий и ведомый при полете в паре» на основе анализа динамики их траекторных изменений, осуществляют распознавания целей по критерию «цель в облаке дипольных отражателей» на основе облучении протяженной цели сигналом круговой поляризации и выделении в отраженном сигнале эллиптически поляризованного сигнала с наклоном главной оси поляризационного эллипса, соответствующим положению цели в пространстве.The technical result is achieved by the fact that in the method of long-range target detection, which consists in the joint flight of a combat aircraft and accompanying it in front of the course of a light unmanned aerial vehicle (UAV), launched from an aircraft like an air-to-air missile, with an onboard radar station ( radar) to the distance necessary to increase the range of the main radar of a combat aircraft in order to early detect all aircraft that pose a threat to them, unmask the enemy’s stealthy air and ground combat weapons, by provoking them to consume ammunition in their address, maneuvering, in order to evading enemy combat missiles and returning on board your aircraft on a catch-up course by docking, similar to docking with the tanker’s aircraft refueling port, while the UAV can either be returned to the aircraft by dragging to its workplace, or refueled to perform subsequent combat missions , additionally carry out recognition of air targets by a set of distinctive features at a distance when air targets are extended, carry out recognition according to the criterion "single - group target" based on Doppler filtering of the signal reflected from extended targets, carry out recognition of the target class according to the criterion "large - medium - small target" on the basis of comparing the ratios of the duration of the reflected and emitted signals, carry out target recognition according to the criterion "helicopter in hover mode - moving targets" based on the analysis of the spectrum of the reflected signal, carry out recognition of target classes according to the criterion "fighter - strategic bomber", "master and slave when flying in pairs" based on the analysis of the dynamics of their trajectory changes, target recognition is carried out according to the criterion "target in a cloud of chaff" based on the irradiation of an extended target with a signal of circular polarization and the selection of an elliptically polarized signal in the reflected signal with an inclination of the main axis of the polarization ellipse corresponding to the position targets in space.

Для решения задачи распознавания воздушной цели можно использовать, например прицельный комплекс боевого беспилотного летательного аппарата Х-45, основное бортовое радио-оптико-электронное оборудование которого включает радиолокационную станцию с фазированной антенной решеткой, ИК-станцию переднего обзора, видеокамеры, аппаратуру радиоэлектронной разведки, связи, навигации и опознавания, систему управления оружием [2], в который дополнительно можно ввести, например устройства распознавания воздушных целей по различным критериям[3-6] на расстояниях когда они по критерию «точечная - протяженная цель» становятся протяженными.To solve the problem of recognizing an air target, you can use, for example, the X-45 combat unmanned aerial vehicle sighting system, the main on-board radio-opto-electronic equipment of which includes a radar station with a phased antenna array, an IR forward-looking station, video cameras, electronic intelligence equipment, communications , navigation and identification, a weapon control system [2], in which it is additionally possible to introduce, for example, devices for recognizing air targets according to various criteria [3-6] at distances when they become extended according to the “point - extended target” criterion.

Интерактивное управления оператором БЛА, можно обеспечить, например, за счет размещения на пилотируемом летательном аппарате радиоэлектронного оборудовании в составе радиостанцию связи, вычислителя, формирователя команд управления БПЛА, джойстика, усилителя мощности, видеомонитора.Interactive control by the UAV operator can be provided, for example, by placing radio-electronic equipment on a manned aircraft consisting of a communication radio station, a computer, a UAV control command generator, a joystick, a power amplifier, a video monitor.

Способ дальнего обнаружения и распознавания малозаметных воздушных целей осуществляется следующим образом.The method of long-range detection and recognition of subtle air targets is carried out as follows.

Осуществляется своевременное обнаружения угроз для экипажа боевого самолета, на основе увеличения радиуса действия основной БРЛС боевого самолета за счет совместного полета пилотируемого и беспилотного летательного аппарата (БЛА). При этом значительно повышается вероятность обнаружения малозаметных воздушных целей за счет облучения их не только в передней полусфере с самой низкой эффективной площадью рассеивания (ЭПР), но и со всех направлений. Этот эффект увеличивается при использовании двух и более БЛА. Радиолокационный портрет БЛА, близкий по своим характеристикам к боевому самолету, способен, как провоцировать противника расходовать боезапас ракет класса "земля-воздух", создавая при этом воздушные коридоры для безопасного входа в них пилотируемых боевых самолетов, так и демаскировать его стартовые площадки противоракетной обороны (ПРО).Timely detection of threats to the crew of a combat aircraft is carried out, based on an increase in the range of the main radar of a combat aircraft due to the joint flight of a manned and unmanned aerial vehicle (UAV). At the same time, the probability of detecting subtle air targets is significantly increased by irradiating them not only in the front hemisphere with the lowest effective dispersion area (ESR), but also from all directions. This effect increases when using two or more UAVs. The radar portrait of a UAV, close in its characteristics to a combat aircraft, is capable of both provoking the enemy to use up the ammunition of ground-to-air missiles, while creating air corridors for the safe entry of manned combat aircraft into them, and unmasking its anti-missile defense launch pads ( PRO).

При подлете БЛА к заданному району включается радиолокационная станция с фазированной решеткой, которая ведет просмотр заданного района в радиоконтрастном информационном поле. Информация о радиоконтрастных целях поступает в центральный вычислительный блок, записывается в память, оцифровывается, направляется на шифратор радиостанции связи и передается оператору пилотируемого летательного аппарата. Поступившая информация записывается на электронную карту местности в память вычислителя ЛА, а также воспроизводится на видеомониторе и анализируется оператором, который принимает решение о поражения выбранных целей.When a UAV approaches a given area, a phased array radar is activated, which scans the given area in a radio-contrast information field. Information about radio-contrast targets enters the central computing unit, is stored in memory, digitized, sent to the encoder of the communication radio station and transmitted to the operator of the manned aircraft. The received information is recorded on an electronic map of the area in the memory of the aircraft computer, and is also played back on a video monitor and analyzed by the operator, who makes a decision on hitting the selected targets.

Осуществляют распознавания воздушных целей при достижении БЛА расстояний, когда воздушная цель становиться протяженной и появляются дополнительные признаки для распознавания.Recognition of air targets is carried out when the UAV reaches distances, when the air target becomes extended and additional signs appear for recognition.

При этом распознавания воздушных целей по критериям «одиночная -групповая» осуществляют следующим образом:At the same time, recognition of air targets according to the criteria "single - group" is carried out as follows:

- проводят узкополосную фильтрацию составляющих частот Доплера спектра отраженного сигнала;- carry out narrow-band filtering of the Doppler frequency components of the spectrum of the reflected signal;

- измеряют частоты Доплера Δ/J каждой составляющей спектра отраженного сигнала по номеру фильтра;- measure the Doppler frequency Δ/J of each component of the spectrum of the reflected signal by the filter number;

- определяют угловые координат Δφι каждой составляющей спектра отраженного сигнала;- determine the angular coordinates Δφι of each component of the spectrum of the reflected signal;

- определяют собственную скорость движения каждой блестящей точки распознаваемой цели в соответствии с выражением- determine the own speed of movement of each brilliant point of the recognized target in accordance with the expression

где λ - длина волны излучаемого сигнала;where λ is the wavelength of the emitted signal;

- сравнивают полученные значений собственной скорости движения каждой блестящей точки в соответствии с выражением- compare the obtained values of the own speed of movement of each shiny point in accordance with the expression

при этом, в случае ΔVi≤U, где U - пороговое значение, принимают решение о принадлежности сигналов одной цели;at the same time, in the case of ΔV i ≤U, where U is a threshold value, a decision is made about whether the signals belong to the same target;

- определяют групповую цель на основе сравнении полученных значений собственной скорости движения каждой блестящей точки в соответствии с выражением- determine the group goal based on the comparison of the obtained values of the own speed of movement of each shiny point in accordance with the expression

при этом в случае, если ΔVi≥U1 где U1 - пороговое значение, принимают решение о принадлежности сигналов групповой цели;in this case, if ΔV i ≥U 1 where U 1 - threshold value, make a decision about belonging of the signals to the group target;

- определяют число целей, входящих в состав групповой цели, на основе сравнения скоростей движения блестящих точек целей с пороговыми значениями в соответствии с выражением- determine the number of targets included in the group target, based on a comparison of the speeds of movement of the shiny points of the targets with threshold values in accordance with the expression

где U1n - пороговые значения, которые определяются с учетом дистанции движения целей в группе и соответственно скоростей движения блестящих точек различных целей.where U 1n - threshold values, which are determined taking into account the distance of movement of targets in the group and, accordingly, the speed of movement of the brilliant points of various targets.

Распознавание малозаметной воздушной цели по критерию «большая - средняя - малая цель» осуществляют следующим образом:Recognition of an inconspicuous aerial target according to the criterion "large - medium - small target" is carried out as follows:

- излучают с заданной длительностью импульса электромагнитную энергию в сторону цели и принимают отраженную от цели сигнал;- radiate electromagnetic energy with a given pulse duration towards the target and receive a signal reflected from the target;

- измеряют длительность импульса отраженного сигнала;- measure the duration of the reflected signal pulse;

- определяют увеличения длительности отраженного от цели сигнала относительно длительности излученного в соответствии с выражением:- determine the increase in the duration of the signal reflected from the target relative to the duration of the emitted signal in accordance with the expression:

- принимают решение цель протяженная, при удовлетворение неравенства:- decide the goal is extended, while satisfying the inequality:

- принимают решение цель малая в случае, если отношение удовлетворяет неравенствам:- make a small goal decision if the ratio satisfies the inequalities:

β>β1, β≤β2,β>β 1 , β≤β 2 ,

- принимают решение, что цель средняя в случае, если отношение удовлетворяет неравенствам- decide that the goal is average if the ratio satisfies the inequalities

β>β2, β≤β3,β>β 2 , β≤β 3 ,

принимают решение, что цель большая в случае, если отношение удовлетворяет неравенствуdecide that the goal is large if the ratio satisfies the inequality

β>β3,β>β 3 ,

при этом предлагаемые неравенства наиболее точно определяют класс цели при условии, что величина β принимает следующие значения:at the same time, the proposed inequalities most accurately determine the target class, provided that the value of β takes the following values:

β1=0,05; β2=0,25; β3=0,40.β 1 =0.05; β 2 =0.25; β 3 =0.40.

Распознавание малозаметной воздушной цели по критерию «вертолет в режиме висения - движущиеся цели» и дополнительно класс движущих целей по критерию «истребители - стратегические бомбардировщики», «ведущий -ведомый при полете в паре», осуществляют следующим образом:Recognition of an inconspicuous aerial target according to the criterion "helicopter in hover mode - moving targets" and additionally the class of moving targets according to the criterion "fighters - strategic bombers", "master-slave when flying in pairs" is carried out as follows:

- выделяют огибающую пачки импульсов отраженного от цели сигнала;- select the envelope of the burst of pulses of the signal reflected from the target;

- режектируют сигналы мешающих отражений и выделяют сигналов от движущихся целей, включая сигналы от вертолетов в режиме висения;- reject signals of interfering reflections and allocate signals from moving targets, including signals from helicopters in hover mode;

- распознают вертолет в режиме висения в случае, если сигнал равномерно распределен между узкополосными фильтрами, за счет шумоподобного характера спектра доплеровских частот от вертолетов в режиме висения;- they recognize a helicopter in hovering mode if the signal is evenly distributed between narrow-band filters, due to the noise-like nature of the Doppler frequency spectrum from helicopters in hovering mode;

- распознают движущиеся цели в случае, если сигнал сосредоточен в полосе одного из узкополосных фильтров, за счет регулярного доплеровского смещения спектра доплеровских частот от движущейся цели;- moving targets are recognized if the signal is concentrated in the band of one of the narrow-band filters, due to the regular Doppler shift of the Doppler frequency spectrum from the moving target;

- осуществляют нормировку сигналов с целью обеспечения независимости работы устройства от дальности и эффективной площади рассеивания цели;- carry out normalization of signals in order to ensure the independence of the operation of the device from the range and effective area of dispersion of the target;

- распознают движущиеся цели по критерию «истребители - стратегические бомбардировщики», «ведущий - ведомый при полете в паре» на основе анализа динамики изменения траектории движения целей за счет поступления сигнала с выхода режекторного фильтра.- moving targets are recognized according to the criterion "fighters - strategic bombers", "master - slave when flying in pairs" based on the analysis of the dynamics of changes in the trajectory of the movement of targets due to the signal from the output of the notch filter.

При использовании противником средств затрудняющих распознавание целей, таких как дипольные отражатели, предлагается способ обнаружения любого протяженного тела на фоне совокупности элементарных отражателей.When the enemy uses means that make it difficult to recognize targets, such as dipole reflectors, a method is proposed for detecting any extended body against the background of a set of elementary reflectors.

Распознавание малозаметной воздушной цели по критерию «цель - в облаке дипольных отражателей» осуществляют следующим образом:Recognition of an inconspicuous aerial target according to the criterion "target - in a cloud of chaff" is carried out as follows:

- облучают воздушные цели сигналом круговой поляризации и принимают линейные ортогональные составляющий сигналов, отраженных от целей;- irradiate air targets with a signal of circular polarization and receive linear orthogonal components of the signals reflected from the targets;

- вырабатывают решение об обнаружении протяженного объекта в облаке дипольных отражателей на основе наличие фазового сдвига между принятыми линейными ортогональными составляющими сигналов в каналах дальности поляриметрического радиолокатора в каждом зондировании;- develop a decision to detect an extended object in a cloud of chaff based on the presence of a phase shift between the received linear orthogonal signal components in the range channels of the polarimetric radar in each sounding;

- осуществляют сканирование узконаправленной антенной в заданной зоне обзора и анализ полученных значений сигналов в каждом фиксированном угловом положении антенны;- carry out scanning with a narrowly directed antenna in a given viewing area and analysis of the obtained signal values in each fixed angular position of the antenna;

- определяют угловые положения протяженных целей в моменты появления фазового сдвига между принятыми линейными ортогональными составляющими сигналов, отраженных от целей.- determine the angular positions of the extended targets at the moments of the appearance of a phase shift between the received linear orthogonal components of the signals reflected from the targets.

Физической основой предлагаемого способа обнаружения протяженного объекта является то, что при облучении элементарного (дипольного) отражателя сигналом круговой поляризации он возвращает линейно поляризованный сигнал с наклоном поляризационного вектора, соответствующим положению этого отражателя в пространстве. Облучение любого протяженного тела сигналом круговой поляризации возвращает эллиптически поляризованный сигнал с наклоном главной оси поляризационного эллипса, соответствующим положению этого тела в пространстве.The physical basis of the proposed method for detecting an extended object is that when an elementary (dipole) reflector is irradiated with a circularly polarized signal, it returns a linearly polarized signal with a polarization vector slope corresponding to the position of this reflector in space. Irradiation of any extended body with a signal of circular polarization returns an elliptically polarized signal with the inclination of the main axis of the polarization ellipse corresponding to the position of this body in space.

Таким образом, БЛА, выпущенный с борта боевого самолета, способен не только обнаруживать малозаметные ВЦ противника на дальних безопасных подступах к боевому самолету, проводит разведку боем, но и дополнительно осуществлять распознавания воздушных целей по совокупности критерий «одиночная - групповая цель», «большая - средняя - малая цель» «вертолет в режиме висения - движущиеся цели», «истребители - стратегические бомбардировщики», «ведущий - ведомый при полете в паре», «цель - в облаке дипольных отражателей», что обеспечивает повышения ситуационной осведомленности экипажа пилотируемого боевого самолета.Thus, a UAV launched from a combat aircraft is capable of not only detecting stealthy enemy ATs on distant safe approaches to a combat aircraft, conducting reconnaissance in combat, but also additionally recognizing air targets based on the aggregate criteria of "single - group target", "large - medium - small target" "helicopter in hover mode - moving targets", "fighters - strategic bombers", "master - wingman when flying in pairs", "target - in a cloud of chaff", which ensures increased situational awareness of the crew of a manned combat aircraft .

Источники информации:Information sources:

1. Патент 2721642 Российская Федерация. МПК F41H 13/00, СПК F41H 13/00. Способ дальнего обнаружения летательных аппаратов. / Михайленко В.И., заявка: 2019134034, 24.10.2019, опубл. 21.05.2020. Бюл. №151. Patent 2721642 Russian Federation. IPC F41H 13/00, SPK F41H 13/00. A method for early detection of aircraft. / Mikhailenko V.I., application: 2019134034, 10/24/2019, publ. 05/21/2020. Bull. #15

2. Кириллов А. Перспективные зарубежные боевые беспилотные аппараты. «Зарубежное военное обозрение» №12-2001, стр. 35-36.2. Kirillov A. Perspective foreign combat unmanned vehicles. "Foreign Military Review" No. 12-2001, pp. 35-36.

3. Пат. 2484498 Российская Федерация, МПК G01S 13/53. Способ распознавания групповой цели и устройство для его осуществления / Ефанов В.В., Мужичек С.М., Гаврилов Н.В. - 2012108254/07; заявл. 05.03.12; опубл. 10.06.13, Бюл. №16.3. Pat. 2484498 Russian Federation, IPC G01S 13/53. A method for recognizing a group target and a device for its implementation / Efanov V.V., Muzhichek S.M., Gavrilov N.V. - 2012108254/07; dec. 03/05/12; publ. 10.06.13, Bull. No. 16.

4. Пат. 2492501 Российская Федерация, МПК G01S 13/53.Способ распознавания класса цели и устройство для его осуществления/ Ефанов В.В., Мужичек С.М., Гаврилов Н.В. - 2012122163/07; заявл. 23.05.12; опубл. 10.09.13, Бюл. №25.4. Pat. 2492501 Russian Federation, IPC G01S 13/53. A method for recognizing a target class and a device for its implementation / Efanov V.V., Muzhichek S.M., Gavrilov N.V. - 2012122163/07; dec. 05/23/12; publ. 10.09.13, Bull. No. 25.

5. Пат. 2317569 Российская Федерация, МПК7 G01S 13/52. Устройство обнаружения движущихся целей / Ефанов В.В., Мужичек С.М., Гаврилов Н.В. - 2006131620/09; заявл. 01.09.06; опубл. 20.02.2008, Бюл. №5.5. Pat. 2317569 Russian Federation, MPK7 G01S 13/52. Device for detecting moving targets / Efanov V.V., Muzhichek S.M., Gavrilov N.V. - 2006131620/09; dec. 09/01/06; publ. 20.02.2008, Bull. No. 5.

6. Пат. 2342677 Российская Федерация. МПК7 G01S 13/534. Способ селекции протяженных целей и устройство для его осуществления / Ефанов В.В., Мужичек С.М., Гаврилов Н.В. - 2007129544/09; заявл. 01.08.07; опубл. 27.12.2008, Бюл. №36.6. Pat. 2342677 Russian Federation. MPK7 G01S 13/534. Efanov V.V., Muzhichek S.M., Gavrilov N.V. A method for selecting extended targets and a device for its implementation. - 2007129544/09; dec. 01.08.07; publ. December 27, 2008, Bull. No. 36.

Claims (41)

Способ дальнего обнаружения и распознавания малозаметных воздушных целей, заключающийся в совместном полете боевого самолета и сопровождающего его впереди по курсу легкого беспилотного летательного аппарата (БЛА), выпущенного с борта самолета подобно ракете класса "воздух-воздух", с бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) на расстояние, необходимое для увеличения радиуса действия основной БРЛС боевого самолета с целью раннего обнаружения всех ЛА, представляющих для них угрозу, демаскировки малозаметных воздушных и наземных боевых средств противника, за счет провоцирования их на расход боезапаса в свой адрес, маневрирования, с целью ухода от боевых ракет противника и возврата на борт своего самолета на догонном курсе способом стыковки подобно стыковке с заправочной горловиной самолета заправщика, при этом БЛА может быть либо возвращен на борт самолета методом затягивания на свое рабочее место, либо дозаправлен топливом для выполнения последующих боевых задач, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют распознавания воздушных целей по совокупности отличительных признаков на расстоянии, когда воздушные цели являются протяженными, осуществляют распознавания воздушных целей по критериям «одиночная - групповая» следующим образом:A method for early detection and recognition of subtle air targets, which consists in the joint flight of a combat aircraft and accompanying it in front of the course of a light unmanned aerial vehicle (UAV), launched from an aircraft like an air-to-air missile, with an airborne radar station (BRLS) on the distance necessary to increase the range of the main radar of a combat aircraft for the purpose of early detection of all aircraft that pose a threat to them, unmask the enemy's stealthy air and ground combat weapons by provoking them to consume ammunition in their address, maneuvering, in order to avoid combat enemy missiles and return on board your own aircraft on a catch-up course by docking similar to docking with the tanker’s aircraft refueling port, while the UAV can either be returned to the aircraft by dragging to its workplace, or refueled to perform subsequent combat missions, characterized in that that additionally carry out recognition of air targets by a set of distinctive features at a distance, when air targets are extended, carry out recognition of air targets according to the criteria "single - group" as follows: - проводят узкополосную фильтрацию составляющих частот Доплера спектра отраженного сигнала;- carry out narrow-band filtering of the Doppler frequency components of the spectrum of the reflected signal; - измеряют частоты Доплера Δfi каждой составляющей спектра отраженного сигнала по номеру фильтра;- measure the Doppler frequency Δf i of each component of the spectrum of the reflected signal by the filter number; - определяют угловые координат Δϕi каждой составляющей спектра отраженного сигнала;- determine the angular coordinates Δϕ i of each component of the spectrum of the reflected signal; - определяют собственную скорость движения каждой блестящей точки распознаваемой цели в соответствии с выражением- determine the own speed of movement of each brilliant point of the recognized target in accordance with the expression где λ - длина волны излучаемого сигнала;where λ is the wavelength of the emitted signal; - сравнивают полученные значений собственной скорости движения каждой блестящей точки в соответствии с выражением- compare the obtained values of the own speed of movement of each shiny point in accordance with the expression при этом, в случае если где U - пороговое значение, принимают решение о принадлежности сигналов одной цели;while, in case where U is the threshold value, make a decision about belonging of the signals to the same target; - определяют групповую цель на основе сравнении полученных значений собственной скорости движения каждой блестящей точки в соответствии с выражением- determine the group goal based on the comparison of the obtained values of the own speed of movement of each shiny point in accordance with the expression при этом, в случае если , где U1 - пороговое значение, принимают решение о принадлежности сигналов групповой цели;while, in case , where U 1 - threshold value, decide on belonging of the signals to the group target; - определяют число целей, входящих в состав групповой цели, на основе сравнения скоростей движения блестящих точек целей с пороговыми значениями в соответствии с выражением- determine the number of targets included in the group target, based on a comparison of the speeds of movement of the shiny points of the targets with threshold values in accordance with the expression где U1n - пороговые значения, которые определяются с учетом дистанции движения целей в группе и соответственно скоростей движения блестящих точек различных целей, осуществляют распознавания класса цели по критерию «большая – средняя - малая цель» на основе сравнения отношений длительности отраженного и излучаемых сигналов следующим образом:where U 1n - threshold values, which are determined taking into account the distance of movement of targets in the group and, accordingly, the speeds of movement of shiny points of various targets, recognize the target class according to the criterion "large - medium - small target" based on a comparison of the ratios of the duration of the reflected and emitted signals as follows : - излучают с заданной длительностью импульса электромагнитную энергию в сторону цели и принимают отраженную от цели сигнал;- radiate electromagnetic energy with a given pulse duration towards the target and receive a signal reflected from the target; - измеряют длительность импульса отраженного сигнала;- measure the duration of the reflected signal pulse; - определяют увеличения длительности отраженного от цели сигнала относительно длительности излученного в соответствии с выражением:- determine the increase in the duration of the signal reflected from the target relative to the duration of the emitted signal in accordance with the expression: - принимают решение цель протяженная, при удовлетворении неравенства:- decide the goal is extended, while satisfying the inequality: - принимают решение цель малая в случае, если отношение удовлетворяет неравенствам:- make a small goal decision if the ratio satisfies the inequalities: - принимают решение, что цель средняя в случае, если отношение удовлетворяет неравенствам- decide that the goal is average if the ratio satisfies the inequalities - принимают решение, что цель большая в случае, если отношение удовлетворяет неравенству- decide that the goal is large if the ratio satisfies the inequality при этом предлагаемые неравенства наиболее точно определяют класс цели при условии, что величина β принимает следующие значения:at the same time, the proposed inequalities most accurately determine the target class, provided that the value of β takes the following values: осуществляют распознавание малозаметной воздушной цели по критерию «вертолет в режиме висения - движущиеся цели» и дополнительно класс движущих целей по критерию «истребители - стратегические бомбардировщики», «ведущий - ведомый при полете в паре» следующим образом:an inconspicuous aerial target is recognized according to the criterion "helicopter in hover mode - moving targets" and additionally a class of moving targets according to the criterion "fighters - strategic bombers", "master - slave when flying in pair" as follows: - выделяют огибающую пачки импульсов отраженного от цели сигнала;- select the envelope of the burst of pulses of the signal reflected from the target; - режектируют сигналы мешающих отражений и выделяют сигналов от движущихся целей, включая сигналы от вертолетов в режиме висения;- reject signals of interfering reflections and allocate signals from moving targets, including signals from helicopters in hover mode; - распознают вертолет в режиме висения в случае, если сигнал равномерно распределен между узкополосными фильтрами, за счет шумоподобного характера спектра доплеровских частот от вертолетов в режиме висения;- they recognize a helicopter in hovering mode if the signal is evenly distributed between narrow-band filters, due to the noise-like nature of the Doppler frequency spectrum from helicopters in hovering mode; - распознают движущиеся цели в случае, если сигнал сосредоточен в полосе одного из узкополосных фильтров, за счет регулярного доплеровского смещения спектра доплеровских частот от движущейся цели;- moving targets are recognized if the signal is concentrated in the band of one of the narrow-band filters, due to the regular Doppler shift of the Doppler frequency spectrum from the moving target; - осуществляют нормировку сигналов с целью обеспечения независимости работы устройства от дальности и эффективной площади рассеивания цели;- carry out normalization of signals in order to ensure the independence of the operation of the device from the range and effective area of dispersion of the target; - распознают движущиеся цели по критерию «истребители - стратегические бомбардировщики», «ведущий - ведомый при полете в паре» на основе анализа динамики изменения траектории движения целей за счет поступления сигнала с выхода режекторного фильтра, осуществляют распознавания целей по критерию «цель - в облаке дипольных отражателей» следующим образом:- they recognize moving targets according to the criterion "fighters - strategic bombers", "master - slave when flying in pairs" based on the analysis of the dynamics of changes in the trajectory of the movement of targets due to the signal from the output of the notch filter, they recognize targets according to the criterion "target - in a cloud of dipole reflectors" as follows: - облучают воздушные цели сигналом круговой поляризации и принимают линейные ортогональные составляющие сигналов, отраженных от целей;- irradiate air targets with a signal of circular polarization and receive linear orthogonal components of the signals reflected from the targets; - вырабатывают решение об обнаружении протяженного объекта в облаке дипольных отражателей на основе наличия фазового сдвига между принятыми линейными ортогональными составляющими сигналов в каналах дальности поляриметрического радиолокатора в каждом зондировании;- develop a decision to detect an extended object in a cloud of chaff based on the presence of a phase shift between the received linear orthogonal signal components in the range channels of the polarimetric radar in each sounding; - осуществляют сканирование узконаправленной антенной в заданной зоне обзора и анализ полученных значений сигналов в каждом фиксированном угловом положении антенны;- carry out scanning with a narrowly directed antenna in a given viewing area and analysis of the obtained signal values in each fixed angular position of the antenna; - определяют угловые положения протяженных целей в моменты появления фазового сдвига между принятыми линейными ортогональными составляющими сигналов, отраженных от целей.- determine the angular positions of the extended targets at the moments of the appearance of a phase shift between the received linear orthogonal components of the signals reflected from the targets.
RU2022121805A 2022-08-09 Method for early detection and recognition of low-profile air targets RU2802089C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802089C1 true RU2802089C1 (en) 2023-08-22

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2284551C2 (en) * 2004-01-14 2006-09-27 2 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (2 ЦНИИ МО РФ) Method of selecting targets
CN102156282A (en) * 2011-03-25 2011-08-17 电子科技大学 Method for detecting radar target based on micro-Doppler effect
RU2441251C2 (en) * 2006-02-02 2012-01-27 Диль Штифтунг Унд Ко. Кг Threat recognition method
RU2483320C1 (en) * 2012-03-05 2013-05-27 Василий Васильевич Ефанов Target recognition method and device for realising said method
RU2721642C1 (en) * 2019-10-24 2020-05-21 Владимир Иванович Михайленко Method for long-range detection of aircrafts
CN109324322B (en) * 2018-10-31 2020-11-20 中国运载火箭技术研究院 Direction finding and target identification method based on passive phased array antenna
RU2750884C1 (en) * 2020-07-07 2021-07-05 Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС») Method for integrating on-board radar station of manned aircraft and on-board radar stations of unmanned aerial vehicles when determining delay time for triggering payload of unmanned aerial vehicles

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2284551C2 (en) * 2004-01-14 2006-09-27 2 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (2 ЦНИИ МО РФ) Method of selecting targets
RU2441251C2 (en) * 2006-02-02 2012-01-27 Диль Штифтунг Унд Ко. Кг Threat recognition method
CN102156282A (en) * 2011-03-25 2011-08-17 电子科技大学 Method for detecting radar target based on micro-Doppler effect
RU2483320C1 (en) * 2012-03-05 2013-05-27 Василий Васильевич Ефанов Target recognition method and device for realising said method
CN109324322B (en) * 2018-10-31 2020-11-20 中国运载火箭技术研究院 Direction finding and target identification method based on passive phased array antenna
RU2721642C1 (en) * 2019-10-24 2020-05-21 Владимир Иванович Михайленко Method for long-range detection of aircrafts
RU2750884C1 (en) * 2020-07-07 2021-07-05 Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС») Method for integrating on-board radar station of manned aircraft and on-board radar stations of unmanned aerial vehicles when determining delay time for triggering payload of unmanned aerial vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5458041A (en) Air defense destruction missile weapon system
Neri Introduction to electronic defense systems
Rao et al. Integrated review of stealth technology and its role in airpower
RU2551821C1 (en) Fighting short- and medium-range drones with help of electromagnetic radiation of microwaves band
US20200134852A1 (en) Threat warning system
RU2721642C1 (en) Method for long-range detection of aircrafts
RU2802089C1 (en) Method for early detection and recognition of low-profile air targets
Cadirci RF stealth (or low observable) and counter-RF stealth technologies implications of counter-RF stealth solutions for Turkish Air Force
KR102567261B1 (en) System and method for target detection and shooting down
WO2022260712A1 (en) Method and flexible apparatus permitting advanced radar signal processing, tracking, and classification/identification design and evaluation using single unmanned air surveillance (uas) device
MÎNDROIU et al. Drone detection
BEŇO et al. Unmanned combat air vehicle: MQ-9 Reaper
Khawaja A Survey on Radar Techniques for Detection, Tracking, and Classification of Aerial Threats
Hamilton UAVs: Unmanned aerial vehicles
RU2804559C1 (en) Method for long-range detection and destruction of stealth air and ground targets
RU2816326C1 (en) Air launched unmanned aerial vehicle with combat charge and method of its use
RU2367893C2 (en) Method to increase surviability of drone planes in radar counteraction and active target kill zones (versions)
Yildirim Self-defense of large aircraft
Barnes Tactical Applications Of The Helmet Display In Fighter Aircraft.
RU2771076C1 (en) Method for guiding anti-ship missiles and device for its implementation
Singh Unmanned and Autonomous Vehicles and Future Maritime Operations in Littoral Asia
Gibbons et al. Tactical radar missile challenges
EP4115257B1 (en) Drone interception
Erdemli et al. General use of UAS in EW environment--EW concepts and tactics for single or multiple UAS over the net-centric battlefield
Wilson A time-critical targeting roadmap