RU2808952C1 - Target radar method - Google Patents
Target radar method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808952C1 RU2808952C1 RU2023114778A RU2023114778A RU2808952C1 RU 2808952 C1 RU2808952 C1 RU 2808952C1 RU 2023114778 A RU2023114778 A RU 2023114778A RU 2023114778 A RU2023114778 A RU 2023114778A RU 2808952 C1 RU2808952 C1 RU 2808952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- targets
- phase
- signals
- radar
- antennas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 14
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к области радиолокационной техники, а именно - к способам радиолокационного обнаружения целей в широкой области пространства и может найти применение в обзорных радиолокаторах.The invention relates to the field of radar technology, namely to methods for radar detection of targets in a wide area of space and can find application in surveillance radars.
Уровень техникиState of the art
Известны способы радиолокации целей, предназначенные для использования в обзорных радиолокаторах:There are known methods of target radar intended for use in surveillance radars:
1. Справочник по радиоэлектронным системам. В 2-х томах. Под ред. Б.Х. Кривицкого. - М.: Энергия, 1979.1. Handbook of radio-electronic systems. In 2 volumes. Ed. B.H. Krivitsky. - M.: Energy, 1979.
2. Д. Бартон, Г. Вард. Справочник по радиолокационным измерениям. Пер. с английского под ред. М.М. Вейсбейна. - М.: Советское радио, 1976.2. D. Barton, G. Ward. Handbook of Radar Measurements. Per. from English, ed. MM. Weisbein. - M.: Soviet radio, 1976.
3. Д. Бартон. Радиолокационные системы. Пер. с английского под ред. К.Н. Трофимова. - М.: Воениздат. 1967.3. D. Barton. Radar systems. Per. from English, ed. K.N. Trofimova. - M.: Military Publishing House. 1967.
Применительно к способам обзорной радиолокации целей важным техническим показателем является период обзора заданной области пространства, что определяет основной параметр работы средств целеуказания для огневых средств ПВО - работное время средств целеуказания (Справочник офицера противоздушной обороны. Под ред. проф. Г.В. Зимина. - М.: Воениздат, 1978).In relation to methods of surveillance radar of targets, an important technical indicator is the period of observation of a given area of space, which determines the main parameter of the operation of target designation means for air defense fire weapons - the working time of target designation means (Handbook of an air defense officer. Edited by Prof. G.V. Zimin. - M.: Voenizdat, 1978).
Д. Бартон в (Д. Бартон. Радиолокационные системы. Пер. с английского под ред. К.Н. Трофимова. - М.: Воениздат. 1967, рис. 6.1) рассматривает 7 способов обзора пространства обзорного радиолокатора (РЛС), все из которых определяют теоретическое значение периода обзора соотношением:D. Barton in (D. Barton. Radar systems. Translated from English, edited by K.N. Trofimov. - M.: Military Publishing House. 1967, Fig. 6.1) considers 7 ways to view the space of a surveillance radar (radar), all from which determine the theoretical value of the review period by the ratio:
Тобз = Тобл⋅Фаз⋅Фум/θаз⋅θум T obz = T region ⋅F az ⋅F mind /θ az ⋅θ mind
где: Тобл - время облучения цели, складывающееся из времени излучения, времени распространения радиосигнала к цели и обратно и времени накопления сигнала от цели, необходимое для достижения заданного порога ее обнаружения;where: T region is the time of target irradiation, which is the sum of the radiation time, the time of propagation of the radio signal to the target and back, and the time of accumulation of the signal from the target, necessary to achieve a given threshold for its detection;
Фаз и Фум - требуемые сектора обзора пространства по азимуту и углу места;Ph az and Fum - the required sectors of viewing space in azimuth and elevation;
θаз и θум - ширина луча антенны РЛС по азимуту и углу места.θ az and θ um - the beam width of the radar antenna in azimuth and elevation.
Для различных способов обзора пространства реализованные времена обзора отличаются. Для РЛС большой и средней дальности времена обзора составляют 6…20 сек. (например: РЛС 36Д6 - http://www.cons-systems.ru; РЛС «Каста-2Е2» - http://www.roe.ru; РЛС 64Н6Е - http://www.milparade.com).For different methods of viewing space, the implemented viewing times are different. For long- and medium-range radars, viewing times are 6...20 sec. (for example: radar 36D6 - http://www.cons-systems.ru; radar "Casta-2E2" - http://www.roe.ru; radar 64N6E - http://www.milparade.com).
Для РЛС малой дальности время обзора пространства составляет 2…4 сек. (например РЛС 76Н6Е - http://www.RusArmy.com; РЛС 96Л6Е - «Невский Бастион», 96Л6Е; РЛС 1РЛ123Е - «Техника и вооружение» №№ 6 и 7, 2003 г.)For short-range radars, the space survey time is 2...4 seconds. (for example, radar 76N6E - http://www.RusArmy.com; radar 96L6E - “Nevsky Bastion”, 96L6E; radar 1RL123E - “Equipment and weapons” No. 6 and 7, 2003)
Время завязки трассы полета цели (определения параметров движения цели), позволяющее сделать вывод о наличии (или отсутствии) цели, рассчитать параметры ее движения, определяется принятым алгоритмом вторичной обработки, обычно определяемым решающим правилом «2 из 3-х» или «3 из 4-х», etc.The time for establishing the target's flight path (determining the target's movement parameters), which allows one to draw a conclusion about the presence (or absence) of a target and calculate the parameters of its movement, is determined by the adopted secondary processing algorithm, usually determined by the decision rule “2 out of 3” or “3 out of 4” -x", etc.
В зависимости от реализуемого времени обзора (Тобз) время завязки трассы и передачи информации о целях на огневые средства для их обстрела пропорционально периоду обзора пространства и составляет величину:Depending on the implemented review time ( Tobz ), the time of establishing a route and transmitting information about targets to fire weapons for firing them is proportional to the period of review of the space and amounts to:
- для обеспечения стрельбы ЗРК большой дальности - до 30…40 сек.;- to ensure the firing of long-range air defense systems - up to 30...40 seconds;
- для обеспечения стрельбы ЗРК малой дальности - до 6…16 сек.- to ensure the firing of short-range air defense systems - up to 6...16 sec.
Общим недостатком приведенных аналогов изобретения является значительное работное время средств целеуказания, определяемое временным интервалом завязки трассы полета цели (вторичной обработки информации о цели) и формирования параметров ее движения для целеуказания огневым средствам. В современных условиях такие временные задержки по вторичной обработке информации о цели часто приводят к невозможности своевременного обстрела целей огневыми средствами и прорыва, таким образом, системы обороны.A common disadvantage of the above analogues of the invention is the significant operating time of target designation means, determined by the time interval for establishing the target's flight path (secondary processing of information about the target) and forming parameters of its movement for target designation of fire weapons. In modern conditions, such time delays in the secondary processing of information about the target often lead to the impossibility of timely firing at targets and thus breaking through the defense system.
Известны способы и устройства радиопеленгации источников излучения, предназначенные для использования в системах радиоразведки:There are known methods and devices for radio direction finding of radiation sources intended for use in radio reconnaissance systems:
1. Радиопеленгатор РПс3000и - http://irga.sut.ru/ Радиопеленгатор РПс3000и.html;1. Radio direction finder RPs3000i - http://irga.sut.ru/ Radio direction finder RPs3000i.html;
2. Радиопеленгатор Р-359. Техническое описание. ИИ1.241.017 ТО - http://museum.radioscanner.ru/r_359.html.2. Radio direction finder R-359. Technical description. II1.241.017 TO - http://museum.radioscanner.ru/r_359.html.
3. С.В. Козлов. Пеленгационные антенные системы с пространственной компенсацией помех. Учебно-методическое пособие по специальности 1-39 80 01 «Радиосистемы и радиотехнологии», - Минск, БГУИР, 2019 г.3. S.V. Kozlov. Direction-finding antenna systems with spatial interference compensation. Educational and methodological manual for specialty 1-39 80 01 “Radio systems and radio technologies”, - Minsk, BSUIR, 2019.
4. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг: задачи, методы, средства - М: Горячая линия-Телеком. 2006.4. Rembovsky A.M., Ashikhmin A.V., Kozmin V.A. Radio monitoring: tasks, methods, means - M: Hotline-Telecom. 2006.
5. Справочник по радиоконтролю. МСЭ 2002. Женева, 2004.5. Handbook of radio monitoring. ITU 2002. Geneva, 2004.
6. Вартанесян В.А. Радиоэлектронная разведка. - М.: Воениздат, 1975.6. Vartanesyan V.A. Electronic intelligence. - M.: Voenizdat, 1975.
7. Васин А.А. Пеленгаторные антенные решетки коротковолнового диапазона с высокоточным способом пеленгования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М., МАИ, 2012 г.7. Vasin A.A. Short-wave direction-finding antenna arrays with a high-precision direction-finding method. Dissertation for the degree of candidate of technical sciences. - M., MAI, 2012
8. Алиев Д.С., Иванов А.В. Анализ конструкций современных пеленгаторных антенн. «Воздушно-космические силы. Теория и практика» № 1, март 2017 г.8. Aliev D.S., Ivanov A.V. Analysis of the designs of modern direction-finding antennas. “Aerospace forces. Theory and Practice" No. 1, March 2017
9. Патент РФ № RU 85 676 U1. Опубликовано: 10.08.2009, Бюл. № 22.9. RF patent No. RU 85 676 U1. Published: 08/10/2009, Bulletin. No. 22.
Общими недостатками приведенных аналогов изобретения являются возможность обнаружения только радиоизлучающей цели, значительное время поиска целей по неизвестной заранее частоте излучения, невозможность определения полного вектора координат цели с одной позиции, необходимость одновременной пеленгации цели не менее чем с двух позиций.The general disadvantages of the above analogues of the invention are the possibility of detecting only a radio-emitting target, the significant time it takes to search for targets using an emission frequency unknown in advance, the inability to determine the complete vector of target coordinates from one position, and the need for simultaneous direction finding of a target from at least two positions.
В качестве близких аналогов изобретения могут быть рассмотрены отечественная РЛС типа «Волга-А» («Пегматит») П-10 (Лобанов М.М. Развитие советской радиолокационной техники. - М. Воениздат, 1982) и германская РЛС «Лихтенштейн-3» (LiSN-3) (Отчеты особой комиссии по радиолокации. Вып. 6. Совет по радиолокации при СМ СССР. - М. Воениздат. 1946).As close analogues of the invention, the domestic radar of the Volga-A type (Pegmatite) P-10 (Lobanov M.M. Development of Soviet radar technology. - M. Voenizdat, 1982) and the German radar "Liechtenstein-3" can be considered. (LiSN-3) (Reports of the Special Commission on Radar. Issue 6. Council on Radar under the Council of Ministers of the USSR. - M. Voenizdat. 1946).
Обе РЛС строились на основе системы из 4-х антенн типа «волновой канал» (2 - по горизонтали и 2 - по вертикали). Дальность до цели измерялась по времени задержки ответного сигнала от цели, а точный пеленг на цель определялся фазовым методом с помощью специального гониометра - слухового измерителя разницы фаз ответного сигнала от цели, принятого различными антеннами.Both radars were built on the basis of a system of 4 antennas of the “wave channel” type (2 horizontally and 2 vertically). The range to the target was measured by the delay time of the response signal from the target, and the exact bearing to the target was determined by the phase method using a special goniometer - an auditory meter of the phase difference of the response signal from the target received by various antennas.
Недостатками близких аналогов изобретения также являются ограниченные размеры ширины диаграммы направленности антенны (для отечественной РЛС типа П-10 - 24°). Обнаружение целей в пределах диаграммы направленности РЛС обеспечивалось без существенных задержек. Однако, обнаружение целей вкруговую обеспечивалось за счет классического способа последовательного обзора пространства путем вращения антенны с темпом 6 об/мин. (1 оборот в 10 сек).Disadvantages of similar analogues of the invention are also the limited dimensions of the antenna radiation pattern width (for the domestic P-10 type radar - 24°). Detection of targets within the radar radiation pattern was ensured without significant delays. However, detection of targets all around was ensured by the classical method of sequential viewing of space by rotating the antenna at a rate of 6 rpm. (1 revolution per 10 seconds).
В качестве прототипа изобретения может быть рассмотрен патент РФ № RU 2691129 C1, G01S 13/52 «Радиолокационная станция кругового обзора», опубл. 11.06.2019, Бюл. № 17.As a prototype of the invention, RF patent No. RU 2691129 C1, G01S 13/52 “All-round radar station”, publ. 06/11/2019, Bulletin. No. 17.
Достижение заявленного в патенте РФ № RU 2691129 C1 технического результата обеспечивается тем, что заявленная в патенте конструкция РЛС кругового обзора содержит разнесенные в пространстве передающее антенно-фидерное устройство (ПРД АФУ) и приемное антенно-фидерное устройство (ПРМ АФУ) метрового диапазона электромагнитных волн, выполненные с независимым электронным сканированием воздушного пространства на передачу и прием.The achievement of the technical result stated in the RF patent No. RU 2691129 C1 is ensured by the fact that the design of the all-round radar stated in the patent contains a transmitting antenna-feeder device (PRD AFU) and a receiving antenna-feeder device (RPM AFU) of the meter range of electromagnetic waves, spaced apart in space, performed with independent electronic scanning of the airspace for transmission and reception.
ПРД АФУ содержит установленные вертикально вокруг оси стационарной невращающейся передающей мачты плоские рефлекторы, между смежными плоскостями которых установлены двухярусные петлевые вибраторы горизонтальной поляризации с центральной запиткой через распределительный фидер.The AFU PRD contains flat reflectors installed vertically around the axis of a stationary non-rotating transmitting mast, between adjacent planes of which two-tier loop vibrators of horizontal polarization with central power supply through a distribution feeder are installed.
ПРМ АФУ содержит четыре идентичных яруса скрещенных между собой в горизонтальной плоскости трех полуволновых вибраторов горизонтальной поляризации, размещенных на стационарной вертикальной невращающейся мачте.The AFU PRM contains four identical tiers of three half-wave vibrators of horizontal polarization crossed with each other in the horizontal plane, placed on a stationary vertical non-rotating mast.
Такое выполнение ПРД АФУ и ПРМ АФУ позволяет, по мнению авторов изобретения-прототипа, применить метод фазового измерения азимута воздушных объектов без использования четырех громоздких азимутальных приемных антенн.This implementation of the AFU PRD and AFU PRM allows, according to the authors of the prototype invention, to apply the method of phase measurement of the azimuth of air objects without the use of four bulky azimuth receiving antennas.
Несущие мачты ПРД АФУ и ПРМ АФУ разнесены на местности на расстояние d для защиты его приемных трактов от подавления зондирующим излучением.The supporting masts of the AFU PRD and AFU PRM are spaced on the ground at a distance d to protect its receiving paths from suppression by probing radiation.
РЛС использует два типа зондирующих сигналов:The radar uses two types of sounding signals:
- короткий τ1 с амплитудной модуляцией (АМ) или с линейно-частотной модуляцией (ЛЧМ) и- short τ 1 with amplitude modulation (AM) or linear frequency modulation (chirp) and
- длинный τ2 с ЛЧМ на разных частотах f1 и f2, которые излучаются последовательно во времени.- long τ 2 with chirp at different frequencies f 1 and f 2 , which are emitted sequentially in time.
Недостатками прототипа изобретения являются:The disadvantages of the prototype of the invention are:
- использование диапазона метровых волн, запрещенного к использованию для радиолокационной службы Регламентом радиосвязи, МСЭ, Женева, 2016 г.;- use of the meter wave range prohibited for use for the radiolocation service by the Radio Regulations, ITU, Geneva, 2016;
- существенный (более 50 м) разнос в пространстве передающего и приемного антенно-фидерных устройств, исключающий возможность создания мобильных (самоходных) РЛС;- significant (more than 50 m) separation in space of transmitting and receiving antenna-feeder devices, excluding the possibility of creating mobile (self-propelled) radars;
- поквадрантный обзор пространства (в соответствии с принятым способом устранения неоднозначности фазового измерения азимута воздушных целей и конструкцией передающего антенно-фидерного устройства);- quadrant survey of space (in accordance with the accepted method of disambiguating the phase measurement of the azimuth of air targets and the design of the transmitting antenna-feeder device);
- большой размер «мертвой» зоны ближней границы зоны обнаружения целей, вызванной необходимостью последовательного излучения двух сигналов на двух разных частотах.- large size of the “dead” zone of the near boundary of the target detection zone, caused by the need to sequentially emit two signals at two different frequencies.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Сущность предлагаемого способа радиолокации целей основана на всенаправленном по азимуту излучении зондирующего сигнала одновременно по всем целям и всенаправленном по азимуту приеме отраженного от всех целей сигнала.The essence of the proposed method for target radar is based on omnidirectional azimuth radiation of the probing signal simultaneously to all targets and omnidirectional azimuth reception of the signal reflected from all targets.
Синфазное излучение зондирующего сигнала осуществляется изотропной (например, рамочной антенной или вертикальной системой рамочных антенн для увеличения коэффициента направленного действия антенны).Common-mode radiation of the probing signal is carried out by an isotropic (for example, a loop antenna or a vertical system of loop antennas to increase the directivity of the antenna).
Прием отраженного сигнала от целей осуществляется на две антенны (системы антенн):Reception of the reflected signal from targets is carried out by two antennas (antenna systems):
- опорный синфазный (изотропный по фазе) сигнал - на изотропную антенну (например, на рамочную антенну или систему рамочных антенн), в том числе используемую для излучения зондирующего сигнала;- reference in-phase (isotropic in phase) signal - to an isotropic antenna (for example, to a loop antenna or a system of loop antennas), including one used for emitting a probing signal;
- фазометрический (анизотропный по фазе) сигнал - на анизотропную антенну, формирующую вращающееся с частотой сигнала электромагнитное поле (например, турникетную антенну или систему турникетных антенн).- phasometric (anisotropic in phase) signal - to an anisotropic antenna that forms an electromagnetic field rotating with the frequency of the signal (for example, a turnstile antenna or a turnstile antenna system).
Суммирование опорного сигнала от изотропной (рамочной) антенны и фазометрического от анизотропной (турникетной) антенны на фазовом дискриминаторе и определения, таким образом, разницы фаз сигналов, принятых изотропной и анизотропной антеннами, позволяет определить угловое положение каждого из отраженных от целей сигналов.Summing the reference signal from the isotropic (loop) antenna and the phaseometric signal from the anisotropic (turnstile) antenna on the phase discriminator and thus determining the difference in the phases of the signals received by the isotropic and anisotropic antennas makes it possible to determine the angular position of each signal reflected from the targets.
Для снижения ближней границы зоны обнаружения целей по дальности используются монохроматический сигнал малой длительности.To reduce the near boundary of the target detection zone in range, a short-duration monochromatic signal is used.
Технический результат предлагаемого способа радиолокации достигается в одновременном получении полного объема информации о целях сразу со всех ракурсов возможного нахождения целей по азимуту и углу места. В качестве параметра, определяющего условие решающего правила вторичной обработки, в этом случае выступает период следования зондирующих импульсов, который обычно лежит в пределах единиц миллисекунд.The technical result of the proposed radar method is achieved in the simultaneous receipt of a full amount of information about targets from all angles of the possible location of targets in azimuth and elevation. In this case, the parameter that determines the condition of the decisive rule of secondary processing is the repetition period of the probing pulses, which usually lies within a few milliseconds.
Таким образом, интервал времени между получением первого отраженного сигнала от цели и получением полного вектора параметров движения цели сокращается более чем в 1000 раз относительно классического способа локации целей обзорного типа и в 4 раза по сравнению со способом локации согласно патенту РФ № RU 2691129 C1.Thus, the time interval between receiving the first reflected signal from the target and receiving the full vector of target motion parameters is reduced by more than 1000 times relative to the classical method of locating surveillance type targets and 4 times compared to the location method according to RF patent No. RU 2691129 C1.
Краткое описание чертежей (если они содержатся в заявке)Brief description of the drawings (if they are included in the application)
Внешний вид варианта конструкции антенны на опорной конструкции, реализующей заявленный способ локации показан на фиг. 1, где цифрами обозначены: 1 - опорная конструкция; 2 - турникетная антенна из полуволновых вибраторов (директоров); 3 - рамочные антенны.The appearance of a variant of the antenna design on a support structure that implements the claimed location method is shown in Fig. 1, where the numbers indicate: 1 - supporting structure; 2 - turnstile antenna made of half-wave vibrators (directors); 3 - loop antennas.
Схема включения передающей/приемной антенны опорного сигнала приведена на фиг. 2, где цифрами обозначены: 3 - рамочные приемо-передающие антенны; 4 - симметрирующие трансформаторы; 5 - ВЧ сумматоры; 6 - ВЧ разветвители; 7 - фазовращатели; 8 - циркуляторы; 9 - передатчик; 10 - приемник опорного канала.The connection diagram for the transmitting/receiving antenna of the reference signal is shown in Fig. 2, where the numbers indicate: 3 - frame transceiver antennas; 4 - balun transformers; 5 - RF adders; 6 - RF splitters; 7 - phase shifters; 8 - circulators; 9 - transmitter; 10 - reference channel receiver.
ВЧ сигнал передатчика 9 через циркуляторы 8, обеспечивающие развязку передающего и приемных каналов, поступает на фазовращатели 7, обеспечивающие отклонение главного максимума диаграммы направленности антенны из рамочных антенн 3. Сигнал передатчика после сдвига фаз фазовращателями 7 поступает на ВЧ разветвители 6 и далее - на ВЧ сумматоры 5. Сигнал от сумматоров 5 поступает на симметрирующие трансформаторы 4 и далее - на рамочные антенны 3, формирующие зондирующий сигнал РЛС в пространстве. Сложная система ВЧ сумматоров и разветвителей необходима для привязки фазового центра рамочных антенн 3 к фазовому центру директорных антенн 11 фазометрического канала.The RF signal of the transmitter 9, through circulators 8, which ensure decoupling of the transmitting and receiving channels, is supplied to phase shifters 7, which ensure the deviation of the main maximum of the antenna radiation pattern from frame antennas 3. The transmitter signal, after a phase shift by phase shifters 7, is supplied to HF splitters 6 and then to HF adders 5. The signal from the adders 5 goes to the balun transformers 4 and then to the loop antennas 3, which form the radar sounding signal in space. A complex system of RF combiners and splitters is necessary to link the phase center of loop antennas 3 to the phase center of director antennas 11 of the phase-metric channel.
Схема включения приемной антенны фазометрического канала приведена на фиг. 3, где цифрами обозначены: 4 - симметрирующие трансформаторы; 5 - ВЧ сумматоры; 7 - фазовращатели; 10 - приемник опорного канала; 11 - директорная турникетная антенна; 12 - фазосдвигающая цепочка; 13 - приемник фазового канала; 14 - фазовый дискриминатор.The connection diagram for the receiving antenna of the phase-metric channel is shown in Fig. 3, where the numbers indicate: 4 - balun transformers; 5 - RF adders; 7 - phase shifters; 10 - reference channel receiver; 11 - director turnstile antenna; 12 - phase-shifting chain; 13 - phase channel receiver; 14 - phase discriminator.
Отраженный сигнал от цели принимается ортогональными вибраторами директорной турникетной антенны 11. Фазосдвигающая цепочка 12 обеспечивает поворот фазы принятого ортогональными вибраторами антенны 11 сигнала на 90°, что обеспечивает вращение поляризационного базиса электромагнитного поля приемной антенны 11 с частотой сигнала. Сигналы от вертикальной системы директорных антенн 11 через фазовращатели 7, обеспечивающими отклонение главного максимума диаграммы направленности директорной турникетной антенны синхронно с отклонением главного максимума диаграммы направленности передающей рамочной антенны, поступают на ВЧ сумматоры 5 и далее - на приемник фазового канала 13. Принятый приемником 13 отраженный сигнал от целей совместно с опорным сигналом от приемника опорного сигнала 10 поступает на фазовый дискриминатор 14. Результаты измерения фазового сдвига между опорным и фазоизмерительным каналами поступают на дальнейшую обработку.The reflected signal from the target is received by the orthogonal vibrators of the director turnstile antenna 11. The phase-shifting chain 12 ensures a rotation of the phase of the signal received by the orthogonal vibrators of the antenna 11 by 90°, which ensures rotation of the polarization basis of the electromagnetic field of the receiving antenna 11 with the frequency of the signal. Signals from the vertical system of director antennas 11 through phase shifters 7, which ensure the deviation of the main maximum of the directional pattern of the director turnstile antenna synchronously with the deviation of the main maximum of the directional pattern of the transmitting loop antenna, arrive at the RF adders 5 and then to the receiver of the phase channel 13. The reflected signal received by the receiver 13 from the targets, together with the reference signal from the reference signal receiver 10, is sent to the phase discriminator 14. The results of measuring the phase shift between the reference and phase-measuring channels are sent for further processing.
Пример функциональной схемы устройства, реализующего разработанный способ радиолокации в целом, приведена на фиг. 4, где цифрами обозначены: 15 - синхронизатор; 16 - код номера парциальной диаграммы направленности; 17 - синхроимпульсы излучения зондирующих сигналов; 9 - передатчик; 18 - цифровой вычислитель фаз; 6 - ВЧ разветвитель; 8 - циркулятор; 7 - фазовращатель; 3 - приемо-передающая антенна изотропного излучения; 5 - ВЧ сумматор; 2 - директорная турникетная антенна; 10 - приемник опорного канала; 13 - приемник фазового канала; 11 - фазовый дискриминатор; 19 - счетно-решающее устройство вычисления разницы фаз и пересчета в систему пространственных угловых координат; 20 - матрица каналов дальность/угол места; 21 - счетно-решающее устройство отождествления отметок от целей, завязки трасс полета целей и параметров их движения.An example of a functional diagram of a device that implements the developed radar method as a whole is shown in Fig. 4, where the numbers indicate: 15 - synchronizer; 16 - code of the partial radiation pattern number; 17 - synchronizing pulses of probing signal radiation; 9 - transmitter; 18 - digital phase calculator; 6 - RF splitter; 8 - circulator; 7 - phase shifter; 3 - transmitting and receiving antenna of isotropic radiation; 5 - RF adder; 2 - director turnstile antenna; 10 - reference channel receiver; 13 - phase channel receiver; 11 - phase discriminator; 19 - calculating device for calculating the phase difference and converting it into a system of spatial angular coordinates; 20 - range/elevation channel matrix; 21 - a counting and solving device for identifying marks from targets, tying the flight paths of targets and the parameters of their movement.
Синхронизатор 15 обеспечивает общую синхронизацию работы устройства, формируя последовательность синхроимпульсов, зондирующих импульсов 17 и коды переключения диаграммы направленности антенны по углу места 16 (при необходимости).Synchronizer 15 provides general synchronization of the device by generating a sequence of synchronization pulses, probing pulses 17 and codes for switching the antenna pattern by elevation angle 16 (if necessary).
Синхроимпульсы излучения зондирующих сигналов 17 поступают на передатчик 9, который формирует зондирующие радиосигналы на заданной частоте излучения. Зондирующие радиосигналы через ВЧ разветвитель 6 поступает на циркуляторы 8 всех передающих рамочных антенн 3 через фазовращатели 7.The synchronous pulses of the radiation of the probing signals 17 are sent to the transmitter 9, which generates probing radio signals at a given radiation frequency. The sounding radio signals through the RF splitter 6 are supplied to the circulators 8 of all transmitting loop antennas 3 through the phase shifters 7.
По кодам 16, формируемым синхронизатором 15, цифровым вычислителем фаз 18, формируются сигналы управления фазовращателями 7 для переключения угла места излучения РЛС и приема сигналов от целей.Using codes 16 generated by synchronizer 15 and digital phase computer 18, control signals for phase shifters 7 are generated to switch the elevation angle of the radar radiation and receive signals from targets.
Сигналы от целей принимаются одновременно как рамочными 3, так и турникетными директорными антеннами 2.Signals from targets are received simultaneously by both loop 3 and turnstile director antennas 2.
Сигналы, принятые рамочными антеннами 3, через фазовращатели 7 и циркуляторы 8, через ВЧ сумматор 5 поступают в приемник опорного канала 10.The signals received by the loop antennas 3, through the phase shifters 7 and circulators 8, through the RF adder 5, enter the receiver of the reference channel 10.
Сигналы, принятые турникетными директорными антеннами 2, через фазовращатели 7, через ВЧ сумматор 5 поступают в приемник фазового канала 13.The signals received by the turnstile director antennas 2, through the phase shifters 7, through the RF adder 5, enter the receiver of the phase channel 13.
На приемники опорного канала 10 и фазового канала 13 также поступает последовательность зондирующих импульсов 17 от синхронизатора 15 для запирания входных цепей приемников на время излучения передатчиком 9 зондирующих сигналов.The receivers of the reference channel 10 and the phase channel 13 also receive a sequence of probing pulses 17 from the synchronizer 15 to lock the input circuits of the receivers while the transmitter 9 is emitting probing signals.
Сигналы от целей, принятые приемниками опорного 10 и фазового 13 каналов, поступают на фазовый дискриминатор 11, который определяет разницу фаз сигналов, принятых приемниками опорного 10 и фазового 13 каналов.Signals from targets received by the receivers of the reference 10 and phase 13 channels are supplied to the phase discriminator 11, which determines the difference in the phases of the signals received by the receivers of the reference 10 and phase 13 channels.
Разница фаз сигналов, принятых приемниками опорного 10 и фазового 13 каналов, из фазового дискриминатора 11 поступает на счетно-решающее устройство 19, где аналоговая разница фаз переводится в цифровую форму и пересчитывается в систему пространственных угловых координат как азимут цели ϕц.The phase difference of the signals received by the receivers of the reference 10 and phase 13 channels is sent from the phase discriminator 11 to the computing device 19, where the analog phase difference is converted into digital form and recalculated into a system of spatial angular coordinates as target azimuth ϕt.
Измеренный азимут цели ϕц совместно с углом места цели Ец согласно коду 16 цифрового вычислителя фаз 18 и дальности до цели согласно временной задержки принятого сигнала от цели относительно синхроимпульса излучения зондирующего сигнала 17 поступают в матрицу каналов дальность/азимут/угол места 20.The measured target azimuth ϕt together with the target elevation angle Ets according to code 16 of the digital phase calculator 18 and the range to the target according to the time delay of the received signal from the target relative to the synchronizing pulse of the probing signal 17 is entered into the channel matrix range/azimuth/elevation angle 20.
Счетно-решающее устройство отождествления отметок от целей, завязки трасс полета целей и определения параметров их движения 21 проводит вторичную обработку результатов первичного обнаружения целей из матрицы 16 согласно известным критериям: получение n отметок от целей от m запросных сигналов, критерий сброса трассы: k пропусков получения отметок от целей) для дальнейшей передачи завязанных трасс полета обнаруженных целей на огневые средства ПВО.The counting and decision device for identifying marks from targets, tying flight paths of targets and determining the parameters of their movement 21 carries out secondary processing of the results of primary detection of targets from the matrix 16 according to known criteria: receiving n marks from targets from m request signals, criterion for resetting the route: k omissions of receipt marks from targets) for further transfer of linked flight paths of detected targets to air defense fire weapons.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Пример осуществления изобретения приведен на фиг. 1…4.An example of the invention is shown in Fig. 1…4.
В основу примера конструкции РЛС, реализующей заявленный способ локации целей положена антенная система горизонтальной поляризации, работающая на прием и передачу зондирующих сигналов. Выбор горизонтальной поляризации применительно к примеру заявленного способа локации некритичен и только отражает стремление максимизировать отражение радиоволн от цели за счет развитых аэродинамических поверхностей самолетов, вертолетов и крылатых ракет или выносных консолей двигателей малоразмерных «дронов».An example of a radar design that implements the claimed target location method is based on a horizontal polarization antenna system that works to receive and transmit sounding signals. The choice of horizontal polarization in relation to the example of the claimed location method is not critical and only reflects the desire to maximize the reflection of radio waves from the target due to the developed aerodynamic surfaces of aircraft, helicopters and cruise missiles or remote engine consoles of small-sized “drones”.
Приемная анизотропная по фазе антенна представляет собой вертикальную линейку полуволновых вибраторов (директоров), включенных по турникетной схеме и размещенных на опорной конструкции через интервалы, равные λ/2.The receiving antenna, which is anisotropic in phase, is a vertical line of half-wave vibrators (directors), connected according to a turnstile circuit and placed on the supporting structure at intervals equal to λ/2.
Передающая изотропная по фазе антенна, одновременно выполняющая функцию приемной антенны опорного сигнала, представляет собой вертикальную линейку рамочных антенн, размещенных на опорной конструкции через интервалы, равные λ/2 со сдвигом относительно полуволновых вибраторов приемной антенны через интервал, равный λ/4, где λ - длина волны излучаемого сигнала.The transmitting phase isotropic antenna, which simultaneously performs the function of the receiving antenna of the reference signal, is a vertical line of loop antennas placed on the supporting structure at intervals equal to λ/2 with a shift relative to the half-wave vibrators of the receiving antenna at intervals equal to λ/4, where λ - wavelength of the emitted signal.
Определение азимута цели осуществляется по фазовому сдвигу между сигналами, принятыми синфазной (изотропной по фазе) всенаправленной по азимуту и анизотропной по фазе всенаправленной по азимуту антеннами, селекция по дальности сигналов от разных целей осуществляется по временной задержке принятых сигналов относительно излученного зондирующего сигналаThe target azimuth is determined by the phase shift between the signals received by in-phase (isotropic in phase) omnidirectional in azimuth and anisotropic in phase omnidirectional in azimuth antennas; selection by range of signals from different targets is carried out by the time delay of the received signals relative to the emitted probing signal
Предложенный способ радиолокации целей инвариантен к выбору длины волны излучаемого сигнала (частотного диапазона работы).The proposed method for target radar is invariant to the choice of wavelength of the emitted signal (frequency range of operation).
Для исключения основного недостатка прототипа изобретения предлагается использовать частотные диапазоны работы согласно распределению частот, выделенных Регламентом радиосвязи (МСЭ, Женева, 2016 г.) для радиолокационной службы, например: РР5-42, строки 3…5; РР5-54, строки 3…5; РР5-62, строки 4…6; РР5-65, строки 1…2 и т.д.To eliminate the main drawback of the prototype of the invention, it is proposed to use frequency ranges of operation in accordance with the distribution of frequencies allocated by the Radio Regulations (ITU, Geneva, 2016) for the radiolocation service, for example: RR5-42, lines 3...5; PP5-54, lines 3…5; PP5-62, lines 4…6; PP5-65, lines 1…2, etc.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2808952C1 true RU2808952C1 (en) | 2023-12-05 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2182714C2 (en) * | 2000-02-09 | 2002-05-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Method of angular resolution of target by radar in the course of scan and side-looking radar |
US20140028494A1 (en) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | The Aerospace Corporation | Virtual Aperture Radar |
RU2638550C1 (en) * | 2016-12-07 | 2017-12-14 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of space radar scanning (versions) |
RU2691129C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-06-11 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи" (ОАО "НПК "НИИДАР") | All-round radar |
RU2723299C1 (en) * | 2019-11-12 | 2020-06-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Method of constructing a radar station |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2182714C2 (en) * | 2000-02-09 | 2002-05-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Method of angular resolution of target by radar in the course of scan and side-looking radar |
US20140028494A1 (en) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | The Aerospace Corporation | Virtual Aperture Radar |
RU2638550C1 (en) * | 2016-12-07 | 2017-12-14 | Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" /АО "НПО НИИИП-НЗиК"/ | Method of space radar scanning (versions) |
RU2691129C1 (en) * | 2018-07-20 | 2019-06-11 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи" (ОАО "НПК "НИИДАР") | All-round radar |
RU2723299C1 (en) * | 2019-11-12 | 2020-06-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") | Method of constructing a radar station |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
W O 2001069725 A1, 20.09.2001. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8723719B1 (en) | Three dimensional radar method and apparatus | |
KR900003171B1 (en) | Method of estimating trajecties and apparatus therefor | |
US9250319B2 (en) | Floodlight radar system for detecting and locating moving targets in three dimensions | |
RU2440588C1 (en) | Passive radio monitoring method of air objects | |
CN107883959B (en) | WiFi indoor multi-person positioning method based on phased array principle | |
RU2713498C1 (en) | Method for survey active-passive lateral radar ranging of aerospace objects | |
RU2402034C1 (en) | Radar technique for determining angular position of target and device for realising said method | |
RU2298805C2 (en) | Mode of definition of the coordinates of a radiation source (variants) and a radar station for its realization | |
RU2444753C1 (en) | Radio monitoring method of air objects | |
RU2808952C1 (en) | Target radar method | |
RU2316021C2 (en) | Multichannel radar system of flight vehicle | |
US11953580B2 (en) | Over the horizon radar (OTH) system and method | |
RU2578168C1 (en) | Global terrestrial-space detection system for air and space objects | |
RU2624736C2 (en) | Radar station circular view "resonance" | |
RU2556708C1 (en) | Approach radar | |
Sen et al. | Radar systems and radio aids to navigation | |
RU2444756C1 (en) | Detection and localisation method of air objects | |
Malanowski et al. | Passive location system as a combination of PCL and PET technologies | |
Kirkpatrick | Development of a monopulse radar system | |
RU2708371C1 (en) | Method of scanning airspace with a radar station with an active phased antenna array | |
Honda et al. | Optical-fiber-connected passive primary surveillance radar for aeronautical surveillance | |
RU2205418C1 (en) | Way to protect radars against antiradar rockets and reconnaissance aircraft | |
RU2127437C1 (en) | Method of radar fixing of coordinates of targets | |
Berle | Mixed triangulation/trilateration technique for emitter location | |
Shejbal et al. | Active antenna array concepts for precision approach radar |