SE468263B - Metod att detektera vapenfaellning fraan en farkost, t ex ett flygplan - Google Patents

Description

15 20 25 30 11:. 6 265 sants från marken och reflekterats mot ett eller flera fientliga mål. De mottagna signalerna behandlas på ett speciellt sätt, varigenom det kan avgöras huruvida dessa härrör från ett eller från två mål, som befinner sig inom radarantennens täckningsom- råde.

RIDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN AnJ:=àlet med föreliggande uppfinning är att föreslå en metod att :etaktera vapenfällning från en farkost, t ex ett flygplan, av .rzodningsvis angivet slag, vilken metod är användbar även ifall flfqplanet använder störsändarutrustning för att störa radarns !.nxtxon. Detta åstadkoms genom att en spaningskanal som ut- f,::;ar radarns egna pulser inrättas i radarns skillnadskanaler.

Tarxqenom kan en koniskt formad rymd kring flygplanet avspanas, varvid den koniska rymden har en centrumlinje som är riktad mot få,qplanet. Spaningskanalens känslighet är mycket låg i riktning :ot flygplanet men tilltar snabbt för riktningar som avviker nåqot från riktningen mot detta. För vanliga antenntyper fås ett aaximum vid en avvikelse mellan en halv och en grad. Ett fällt vapen kan därför sannolikt upptäckas i åtminstone en av radarns skxllnadskanaler.

Uppfinningens kännetecken framgår av patentkraven.

YIGURBESKRIVNING Uppfínningen kommer att beskrivas närmare nedan med hänvisning till ritningarna, på vilka figur 1 är ett lobdiagram för fyra antennelement i en antenn till en monopulsradar, figur 2 är ett typiskt lobdiagram för summakanalen och en av skillnadskanalerna i en monopulsradar, figur 3 är ett lobdiagram liknande det i figur 2, men som även visar täckningsomràdet för en antenn sedd rakt framifrån, figur 4 åskådliggör en spaningskanal som utnyttjas enligt uppfinningen och figurerna 5 och 6 'visar anordningar som kan användas i samband med att metoden enligt uppfinningen tillämpas. 10 15 20 25 30 3 468 263 FÖREDRAGEN Uwrönnzcsronu I en monopulsradar används vanligen en antenn som består av fyra antennelement. I figur 1 visas ett exempel på ett lobdiagram för de fyra antennelementen i en sådan antenn. Antennen betecknas AN, och de fyra loberna betecknas LA, LB, LC och LD. Med FL betecknas ett flygplan mot vilket radarn är inriktad. Bokstäverna A-D i loberna LA-LD representerar signaler som mottages av respektive antennelement. Dessa signaler sammansâtts på känt sätt till en summasignal, A+B+C+D, och skillnadssignaler i höjdled, (A+B)- (C+D), och i sidled, (A+C)-(B+D).

I figur 2 visas ett typiskt lobdiagram för summakanalen och en av skillnadskanalerna i en monopulsradar. Ett liknande diagram visas även i ovan nämnda US 4,l36,343. Med 2 betecknas summaloben, och med -As och +As betecknas skillnadsloberna i sidled för rikt- ningar som avviker åt det ena respektive det andra hållet från centrumlinjen. Skillnadsloberna i höjdled har väsentligen samma utseende som de i sidled. Som framgår av diagrammet är känslighe- ten för skillnadskanalerna mycket låg i riktning mot målet, dvs mot flygplanet. Denna riktning betecknas 0 grader. Skillnadskana- lernas känslighet tilltar dock snabbt i riktningar som avviker något från riktningen mot målet. Maximal känslighet för en antenn med lobdiagram enligt figurerna 2 och 3 fås vid cirka 0,6 graders avvikelse.

I figur 3 visas ett lobdiagram liknande det i figur 2. Dock visas även ett exempel på täckningsområdet för en antenn sedd rakt framifrån. Detta område betecknas AF och består av fem delar. En cirkulär del 2 visar summalobens täckningsomräde. Två ellips- formiga delar +As och -As visar täckningsområdena för skillnads- loberna i sidled, och två ellipsformiga delar +Ah och -Ah visar täckningsområdena för skillnadsloberna i höjdled. Som kan förstås av figuren är de ellipsformiga delarnas storlekar relaterade till den mottagna signalstyrkan och den valda känslighetströskeln för kanalen. 1.0 15 20 25 30 35 468 265 Vid följning av ett mål, t ex ett flygplan, styrs radarantennen så att förhållandet mellan var och en av skillnadssignalerna och summasignalen blir minimalt. För det fall att det följda målet har en störningssändare maskeras målet av störningssignalerna från denna. Inriktningen av radarantennen sker därför med hjälp av störningssändarens signaler, och det är således inte möjligt att upptäcka ifall målet delar sig.

Enligt föreliggande uppfinning detekteras emellertid en vapen- fällning från exempelvis ett flygplan genom att en spaningskanal inrättas i radarns skillnadskanaler. Med hjälp av en sådan är det möjligt att upptäcka en vapenfällning oberoende av om flygplanet är utrustat med och använder störningssändare eller ej. Detta förklaras av att en normal spaningskänslighet med avståndsmätning kan erhållas i radarns skillnadskanaler, dvs runt flygplanet, med hjälp av radarns egna utsända pulser. Detta beror i sin tur på att radarn redan är inriktad mot det flygplan som màlföljs, och att flygplanet därför inte ger upphov till någon signal i skill- nadskanalerna. Spaningskanalen skall därvid spana i radarns samtliga avståndsfållor från relativt korta avstånd och upp till radarns instrumenterade räckvidd.

Ett följt mål med en eventuell störningssändare kommer att ge upphov till en mycket låg signalamplitud i skillnadskanalerna; se exempelvis lobdiagrammen i figurerna 2 och 3. I händelse av en vapenfällning kommer det fällda vapnet att glida ut i sidled och/eller i höjdled i förhållande till summalobens centrumlinje.

Som framgår av lobdiagrammen kommer signalamplituden i skillnads- kanalerna att öka snabbt och nå ett maximum redan då riktningen till det fällda vapnet endast avviker en halv till en grad från riktningen till det följda målet. Med hjälp av spaningskanalen kommer således en konformig rymd kring målet, t ex flygplanet, att avspanas. Denna rymd kan exempelvis ha ett tvärsnitt som överensstämmer med det område som utgörs av de fyra ellipsformiga områdena +As, +Ah, -As och -Ah i delen AF i figur 3.

I figur 4 åskådliggörs hur spaningskanalen är belägen i rymden i förhållande till ett mål som följs. Som i figur 1 är en antenn AN 10 15 20 25 30 35 468 263 inriktad mot ett flygplan FL. Planet befinner sig därför pà en centrumlinje CL till en konformig rymd SR, i vilken föremål huvudsakligen endast ger upphov till en mycket låg signalamplitud i radarns skillnadskanaler. I två dimensioner motsvarar denna rymd det område som är beläget mellan exempelvis skillnadsloberna -As och +As i lobdiagrammet enligt figur 2. Med SK betecknas en avgränsad rymd som är belägen utanför den konformiga rymden SR, och i vilken eventuella föremål ger upphov till en hög signalam- plitud i radarns skillnadskanaler. Denna rymd motsvarar skill- nadsloberna -As och +As i figur 2 och har, som framgått ovan, en yttre yta som är koniskt formad. Med den spaningskanal som används enligt uppfinningen avspanas rymden SK, varfor ett föremål som frigöres från flygplanet och därefter rör sig x en riktning som avviker från centrumlinjens CL riktning kommer att ge upphov till ett radareko som överskrider en förutbestand styrka. Föremålet kommer därför att upptäckas i spaningskanalen då det passerar rymden SK.

De mottagna ekosignalernas styrka bestäms förutom av mottazarvg- nalens känslighet även av den av radarn utsända signalen: sryzui och riktning. Känslighetsfunktionen i rymden för det totaåe s,s- temet blir lika med belysningsfunktionen multiplicerad moi n;f- tagarfunktionen. Vid normal användning av radarn sker sani*;*1 med utnyttjande av antennens summalob. Sá kan även ske vx: 2...- lämpning av metoden enligt föreliggande uppfinning. Son !.rst§s av figurerna 2 och 3 kommer därvid maximum hos totalkans1.;&rtr' för spaningsfunktionen att förskjutas något mot centruml.r ø*.

Ett alternativ vid spaning enligt föreliggande uppfinning ar att använda radarns skillnadskanaler även vid sändning. En toriø; rr: detta är att den utsända energin då koncentreras till den av- spanade rymden och ej till stor del slösas bort i riktning :ct störningssändaren. Detta leder till en något förbättrad total- känslighet och till att maxima hos totalsystemets känslignets- funktion sammanfaller med skillnadslobernas maxima.

Inrättandet av spaningskanalen sker genom att signalnivåerna i skillnadskanalerna övervakas på lämpligt sätt. Ett föremål som 10 15 20 25 30 35 4-68 265 glider ut i sidled och/eller i höjdled från flygplanet kommer att upptäckas i åtminstone en av skillnadskanalerna. En övervakning kan därför exempelvis utföras genom att absolutbeloppen av signalnivàerna i de båda skillnadskanalerna alternerande jämförs med ett tröskelvärde, eller genom att båda kontinuerligt och samtidigt jämförs med var sitt tröskelvärde. Ett beslut om att en vapenfällning har skett fattas ifall minst ett av absolutbeloppen överskrider tröskelvärdet. I figurerna 5 och 6 visas exempel på anordningar vilka kan användas i samband med att beslut skall fattas huruvida en vapenfällning har skett eller ej.

Anordningen enligt figur 5 är avsedd för det fall att signalni- våerna alternerande skall jämföras med ett tröskelvarde.

Skillnadssignalerna i sidled och höjdled betecknas As och Ah och tillförs var sitt absolutbeloppsbildande organ, AB1 och A82.

Utgångssignalerna från dessa tillförs ett omkopplingsorgan OM, som är anordnat på ett sådant sätt att signalerna alternerande tillförs en tröskelkrets TR, vars utgàngssignal ligger till gruná för beslutsfattandet. Omkopplingsorganet OM är därvid narmare bestämt lämpligen anordnat så att för varannan radarpuls tillförs signalerna härrörande från skillnadssignalerna i sidled tröskel- kretsen TR, och för varannan radarpuls tillförs signalerna härrörande från skillnadssignalerna i höjdled tröskelkretsen Ti.

Tiden mellan omkopplingarna är därvid av storleksordningen ur; till någon millisekund.

Alternativt kan skillnadssignalerna As och Ah tillföras cw~ kopplingsorganet OM direkt, dvs innan absolutbeloppen har bildats. I sådana fall erfordras endast ett enda absolutbelopps- bildande organ, vilket skall vara anslutet efter omkopplingsorga- net OM.

Anordningen enligt figur § är avsedd för det fall att absolutbe- loppen av båda skillnadssignalerna samtidigt jämförs med var sitt tröskelvärde. I detta fall utnyttjas två absolutbeloppsbildande organ AB1 och AB2 och två tröskelkretsar TR1 och TR2. Utgángarna från tröskelkretsarna är anslutna till en ELLER-grind EL, vars utgàngssignal anger ifall minst ett av tröskelvärdena överskrids. '> 10 7 468 263 Uppfinningen kan givetvis modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven. I stället för att jämföra absolutbeloppen av skill- nadssignalerna As och Ah var för sig med ett tröskelvärde är det exempelvis tänkbart att sammanlagra skillnadssignalerna på olika sätt innan jämförelsen sker. En sammanlagring kan exempelvis utföras genom att skillnadssignalernas absolutbelopp adderas.

Därefter jämförs den erhållna summan med ett tröskelvärde.

Metoden enligt uppfinningen kan naturligtvis även tillämpas på andra farkoster än flygplan, exempelvis helikoptrar.

Claims (5)

10 15 20 25 ”I” C1\ CO BJ O\ 04 PATENTKRAV

1. Metod att detektera vapenfällning från en farkost, t ex ett flygplan (FL), som målföljs av en monopulsradar, vars antenn är inriktad mot farkosten under utnyttjande av skillnadssignaler i sidled (As) och i höjdled (Ah), k ä n n e t e c k n a d av att en spaningskanal inrättas i radarns skillnadskanaler för spaning i radarns samtliga avståndsfállor med hjälp av radarns utsända pulser, varigenom en avgränsad rymd runt farkosten kommer att avspanas, och att ett beslut fattas om att en vapenfällning har ägt rum ifall ett radareko som överskrider en förutbestämd styrka uppträder i spaningskanalen.

2. Metod enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att spaningskanalen inrättas genom att absolutbeloppen (AB1,AB2) av signalnivàerna hos de båda skillnadssignalerna (As,Ah) alterna- rande (OM) jämförs med ett tröskelvärde (TR), och att namnda beslut fattas ifall tröskelvärdet överskrides av något av absolutbeloppen.

3. Metod enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att absolutbeloppen (AB1,AB2) av signalnivàerna hos skillnadssigna- lerna i sidled (As) respektive i höjdled (Ah) tröskelvärdet (TR) för varannan radarpuls. jämförs ne:

4. Metod enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att spaningskanalen inrättas genom att absolutbeloppen (AB1,AB2) av signalnivàerna hos de båda skillnadssignalerna (As,Ah) samtid;;t jämförs med var sitt tröskelvärde (TRl,TR2) , och att nanria beslut fattas ifall något av tröskelvärdena överskrides.

5. Metod enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c I - n a d av att sändning av radarns pulser sker i skillnadskanaler- na.- (l *J