Способ полупассивного самонаведения управляемых ракет класса "воздух - воздух" с радиолокационной головкой самонаведения

 

Изобретение относится к радионаведению самодвижущихся снарядов, в частности самонаведению авиационных управляемых ракет класса "воздух-воздух". Технический результат - повышение точности наведения ракеты в условиях действия маскирующих и имитирующих помех. Сущность изобретения состоит в том, что на истребителе формируют зондирующий сигнал в направлении цели для провокации ее помеховых станций на излучения помехового сигнала, по которому производят наведение управляемой ракеты. 1 ил.

Изобретение относится к области радионаведения самодвижущихся снарядов, в частности самонаведения управляемых ракет класса "воздух-воздух".

Кроме активного способа наведения в настоящее время известны следующие способы наведения ракеты класса "воздух-воздух": полуактивный способ, основанный на использовании отраженных сигналов от специального источника излучения, находящегося вне координатора. Данный способ требует установки на борту ракеты дополнительных приемных устройств для изучаемого сигнала, который используется в качестве образца для решения задачи селекции при приеме отраженных от цели сигналов. Это приводит к увеличению веса и габаритов бортового электронного оборудования. Данный способ обладает низкой скрытностью наведения вследствие того, что требуется непрерывно подсвечивать цель бортовой РЛС истребителя; способ пассивного самонаведения управляемой ракеты класса "воздух-воздух" с радиолокационной головкой самонаведения (В.Д.Казаков и др., Радиоэлектронные средства систем управления ПВО и ВВС, М., Военное издательство, 1987, с.с.168, 198) используется в качестве прототипа, когда ракета наводится на отраженный от цели сигнал, либо на активное излучение цели.

При этом не требуется иметь образец зондирующего сигнала (М.В. Максимов. Г. И. Горгонов. Радиоэлектронные системы самонаведения.- М.: Радио и связь, 1982, 304 с. ). Недостатком пассивного самонаведения также является низкая помехозащищенность. Кроме того, радиоизлучающий объект имеет возможность проследить момент пуска и движения ракеты и либо прекратить излучение, либо применить организованные помехи. В обоих случаях высока вероятность срыва наведения. Пассивный координатор должен иметь широкополосный приемный фильтр в связи с тем, что неизвестна заранее несущая частота и параметры сигнала цели. Наличие широкополосного приемного фильтра предопределяет сложность приемного устройства (В.И. Меркулов, В.Н. Лепин. Авиационные системы радиоуправления.- М.: Радио и связь, 1977, 392 с.).

Техническим результатам изобретения является повышение точности наведения ракеты на цель.

Сущность изобретения состоит в том, что на истребителе формируют зондирующий сигнал в направлении цели для провокации ее помеховых станций на излучения помехового сигнала, по которому производят наведение управляемой ракеты.

Сущность предложенного способа поясняется следующими рассуждениями. Зондирующий сигнал истребителя провоцирует помеховые станции цели на излучение помехового сигнала. Помеховый сигнал при этом должен быть той же частоты, что и излученный сигнал, поэтому не требуется широкополосный приемный фильтр в конструкции координатора ракеты. Полученный помеховый сигнал после проведения соответствующей обработки можно использовать для наведения ракеты. Чтобы активный помеховый сигнал был пригоден для решения задачи самонаведения, необходимо получить оценку и провести идентификацию сигнала. В связи с тем чтo номенклатура помех весьма разнообразна, могут возникать различные помеховые ситуации. Каждой помеховой ситуации соответствует определенная структура алгоритма идентификации и оценивания. Поэтому удобно процесс обработки принимаемых сигналов представить в виде процесса со случайно изменяющейся структурой (И.Н. Казаков, В.М. Артемьев. Оптимизация динамических систем случайной структуры. - М.: Наука, 1980, 382 с.).

Оценка координат источника помех может быть в формульном виде представлена как где оценка координаты энергетического центра излучения; оценка истинного отраженного от цели сигнала; оценка помехового сигнала в смеси и истинным; P_ps ^(s)(t) - апостериорная вероятность состояния s, которое соответствует приему истинного сигнал; P_ps ^(l)(t) - апостериорная вероятность состояния l, которое соответствует приему смеси помехового и истинного сигнала; s, l - номера состояний помеховой обстановки.

Изменение фазовых координат цели происходит в соответствии с уравнением

где Y(t)-n - мерный вектор состояния объекта;
a(t)-q - мерный вектор неизвестных случайных параметров;
φ^(l)(Y,a,t), σ^(l)(Y,t)- нелинейные векторные функции заданного вида;
l - номер структуры;
ξ(t)- центрированный гауссов белый шум с матрицей интенсивностей G(t).

Процесс измерения возможно представить в виде
Z(t) = C^(l)Y(t)+η(t),
где С^(l) - заданная матрица наблюдений размера(m•n), в которой часть компонент, соответствующих неизмеряемым составляющим, нулевые;
η(t)- центрированный гауссов белый шум с матрицей интенсивностей Q(t).

Вероятность l-той структуры возможно определить по формуле
,
где апостериорная плотность вероятности измерений в l-й помеховой ситуации.

Оценка вектора состояния цели определяется формулой
.

Апостериорная плотность вероятности удовлетворяет обобщенному уравнению Стратоновича

при начальных условиях
где функция правдоподобия, отражающая качество процесса измерения;
вектор плотности потока апостериорной вероятности марковского процесса с компонентами

вектор сноса

матрица диффузии
B^(l)(y,t) = H^(l)(y,t)G(t)σ^(l)(y,t)
алгебраическое дополнение элемента Q_ρν(t) в определителе |Q(t)| матрицы Q(t) белых шумов η(t) измерителя.

Приведенные уравнения обработки сигнала системой полупассивного самонаведения позволяют получать оценку принимаемого сигнала и идентифицировать его принадлежность к истинному отраженному или помеховому и обеспечить бессрывный процесс наведения на цель.

На чертеже показана схема самонаведения для рассматриваемого случая.

Кривой 1 показана истинная, а кривой 2 искаженная помехами траектория полета цели. Кривая 3 отражает траекторию движения энергетического центра принимаемых сигналов в соответствии с приведенными рассуждениями. Вектора Y_ц(t), Y_п(t), Y_э(t) характеризуют изменение соответственно истинных, искаженных помехами и энергетических координат цели. В начале процесса самонаведения (точка Ц_н) вследствии применения организованных помех появляется ошибка наведения Δ(t). По мере накопления информации возрастает точность проведения идентификации и оценивания. Значения координат энергетического центра будут стремиться к истинным значениям координат цели. В конце наведения (точка Ц_к) ошибка наведения Δ(t) уменьшается. Траектория полета ракеты также будет приближаться к истинной траектории полета цели.

Формула изобретения

Способ полупассивного самонаведения управляемых ракет класса "воздух - воздух" с радиолокационной головкой самонаведения, включающий использование сигналов помех, излучаемых целью, отличающийся тем, что на истребителе формируют зондирующий сигнал в направлении цели для провокации ее помеховых станций на излучения помехового сигнала, по которому производят наведение управляемой ракеты.

РИСУНКИ

Рисунок 1